盾构隧道的抗震研究及算例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[日] 土木学会组织，[日] 小泉淳 编，张稳军，袁大军 译

图书标签:

• 盾构隧道
• 抗震
• 隧道工程
• 地震工程
• 结构工程
• 岩土工程
• 数值模拟
• 算例
• 地下工程
• 抗震设计

出版社： 中国建筑工业出版社

ISBN：9787112109494

版次：1

商品编码：10325551

包装：平装

开本：大16开

出版时间：2009-09-01

用纸：胶版纸

页数：233

字数：620000

正文语种：中文

内容简介

《盾构隧道的抗震研究及算例》分为7章，图文并茂，汇集了当代盾构抗震技术的最新研究成果。深入浅出地从基本理论、设计方法、提高盾构抗震性能等方面阐述了盾构隧道抗震技术及理论，特别是配有设计计算实例，通俗易懂，相信会对我国盾构隧道工作者有所启发。

目录

第1章 关于盾构隧道抗震的基础知识
1.1 盾构隧道的特征
1.2 盾构隧道地震反应的特征
1.2.1 以往地震灾害中的发现
1.2.2 以往地震中得到的启发
1.2.3 以往的振动试验分析
1.2.4 在抗震研究中应该考虑的地震影响
1.3 抗震研究中假想的地震
第2章 盾构隧道的抗震研究概述
2.1 抗震性能的思考方法
2.1.1 基本思想
2.1.2 关于等级1地震动（L1）的性能要求的想法
2.1.3 关于等级2地震动（L2）的性能要求的想法
2.2 性能要求和验算内容
2.2.1 盾构隧道特有的性能要求
2.2.2 对等级1（L1）地震动的性能要求和验算内容
2.2.3 对等级2地震动（L2）的性能要求和验算内容
2.3 周边地基的稳定性评价
2.3.1 基本思想
2.3.2 周边地基稳定性的评价研究
2.4 抗震分析方法
2.4.1 假设及模型
2.4.2 分析方法分类
2.5 设计地震动
2.5.1 设计地震动的思想方法
2.5.2 设计反应谱
2.5.3 地震动的时程波形
2.5.4 模拟地震波形
2.5.5 隧道纵向的设计地震动及相关课题
2.6 结构模型
2.6.1 盾构隧道结构的力学特征
2.6.2 横向结构模型
2.6.3 纵向结构模型
2.7 地基和结构物的相互作用
2.7.1 基本思想
2.7.2 应用地基弹簧的方法
……
第3章 地震时地基反应的评价
第4章 管环的模型化
第5章 盾构隧道地震的分析方法
第6章 验算方法
第7章 有效提高抗震性能的构造措施
附录A 一维地基模型的地震反应分析算例
附录B 盾构隧道的横向抗震分析算例
附录C 盾构隧道纵向抗震的研究算例
附录D 管片接头回转弹簧刚度计算方法
附录E 名词解释
参考文献

精彩书摘

第1章 关于盾构隧道抗震的基础知识
1.1 盾构隧道的特征
由于盾构隧道的一次衬砌是用螺栓将预制管片拼装而成，隧道的横断面以及纵断面处均有很多接头。通常，接头的刚性比预制管片本身的刚性小，与用其他方法修筑的隧道相比，盾构隧道的一次衬砌，无论在横断面还是纵断面都是刚性小的预制式结构。不仅如此，相较明挖法而言，因盾构法采用挖掘原始土层直接修筑盾构隧道的施工法，所以地震时盾构隧道具有与周围土体共同变形的特征。
由盾构法修筑成的结构，包括上、下水道用隧道、电力以及通信用电缆隧道、铁路隧道、道路隧道、煤气管道、地下河道、雨水地下储藏隧道等。类似于盾构隧道的其他被周围地基包围的地下结构物，隧道轴向1m长度上的单位体积质量，与原有土体单位体积质量相比小得多，因此，地震时作用于隧道断面的惯性力比作用于周边土体的惯性力小。此外，地震动的振动能量被周围土体吸收而衰减很大，同地上结构物一样，在惯性力作用下很难产生共振现象。换句话说，盾构隧道这样的地下结构物，具有因作用于结构自身的惯性力而对地震产生的振动不易激发的特点。
像这样的柔性结构，地震时基本无法发生自激振动，其地震反应是，随着隧道周围土体而振动，变形须考虑隧道周围土体在地震时的相对位移和变形，并受地基应变的左右。这些情况已经被以往的地震观测所证实。

前言/序言

《桥梁结构抗震设计原理与实践》 简介 桥梁，作为现代交通网络的血脉，其稳定与安全至关重要，尤其是在地震多发区域。本书《桥梁结构抗震设计原理与实践》深入剖析了桥梁结构在地震作用下的响应机理，并系统阐述了从理论到实践的抗震设计方法。全书旨在为桥梁工程师、岩土工程师、结构工程师以及相关领域的研究生提供一套全面、严谨且实用的桥梁抗震设计指南。 第一章 桥梁结构在地震作用下的动力响应 本章将桥梁结构视为一个复杂的动力学系统，详细探讨地震波传播、场地土动力特性对地震动特性的影响，以及桥梁基础、墩柱、桥面等不同构件在地震动作用下的动力响应。我们将从单自由度体系的动力学基础出发，逐步过渡到多自由度桥梁结构的动力响应分析。 1.1 地震动特性与场地效应 地震波的类型（P波、S波、面波）及其传播特点。 地震动参数（峰值加速度PGA、峰值速度PGV、峰值位移PGD、反应谱、持续时间）的定义、测量方法及其对结构反应的影响。 场地土动力特性（剪切波速、液化势、场地类别）对地震动放大的作用。 场地土对地震动的衰减与频谱畸变。 近场与远场地震动的差异及其对桥梁设计的影响。 场地土液化判别标准与抗液化措施。 1.2 桥梁结构动力学基础 集中质量法、质量-弹簧-阻尼器系统。 自由振动与强迫振动。 固有频率、模态振型与阻尼比。 结构动力响应的分析方法（时程分析、反应谱分析）。 1.3 桥梁构件的地震响应 基础与地基： 地震荷载在基础与土体间的传递，基础沉降、倾斜及液化对桥梁的影响。基础-土体相互作用（SSI）的考虑。 桥墩： 轴向、弯曲、剪切及扭转的地震响应，塑性铰的形成与发展，混凝土材料在强烈地震下的性能退化。 桥面结构： 连续梁、梁板桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥在地震下的动力特性差异。纵向、横向和竖向的地震作用。 支座与连接节点： 支座的位移、滑动、冲击及破坏模式，支座阻尼耗能的潜力。预应力钢筋、普通钢筋连接处的抗震性能。 1.4 动力弹塑性分析 结构塑性机制的形成与发展。 能量耗散与耗能设计原则。 有限元方法在动力弹塑性分析中的应用。 超越状态与性能目标。 第二章 桥梁结构的抗震设计理念与规范 本章将系统梳理当前主流的桥梁结构抗震设计理念，并详细解读国内外相关抗震设计规范的要点与发展趋势。理解这些理念和规范是进行合理设计的基石。 2.1 抗震设计基本原则 延性设计： 保证结构在超越弹性极限后仍能保持一定的承载能力和变形能力，吸收和耗散地震能量。 强柱弱梁、强剪弱弯： 确保结构在地震中发生塑性破坏时，破坏发生在延性较好的构件（梁）或破坏模式（弯曲）上，而非脆性破坏（柱、剪切）。 耗能减震设计： 通过设置消能减震装置或利用结构自身构件的塑性变形来吸收地震能量，降低结构地震反应。 基于性能的设计（PBD）： 设定结构在不同地震强度下的性能目标（如正常使用、损伤控制、生命安全、防止倒塌），并以此为依据进行设计。 2.2 国内外桥梁抗震设计规范解析 中国桥梁抗震设计规范（如《公路桥梁抗震设计规范》JTGD60-2015）： 详细介绍抗震设防烈度、地震分组、设计地震动参数的取用，桥梁抗震等级的划分，承载能力极限状态下的抗震设计方法，正常使用极限状态下的抗震设计要求。 国际主流规范（如美国 AASHTO LRFD Bridge Design Specifications、Eurocode 8）： 重点介绍其抗震设计方法、地震动参数选取、反应谱的应用、构件的延性要求、以及在特殊结构（如斜拉桥、悬索桥）抗震设计方面的考虑。 规范的演进与发展趋势： 从传统基于等效静力法到基于动力分析，从基于强度设计到基于性能的设计。 2.3 抗震设计参数的确定 场地地震风险评估与区划。 设计地震动参数的选取（反应谱、地震波）。 桥梁抗震等级的确定与设防目标。 地震影响系数的选取。 第三章 桥梁结构的抗震分析方法 本章将深入探讨桥梁结构在地震作用下的分析方法，从基础的静态分析到复杂的动力分析，为工程师提供多种工具来评估桥梁的抗震性能。 3.1 结构动力模型建立 离散化方法： 质量离散化（集中质量法）、刚度离散化（有限元法）。 自由度选择： 考虑竖向、横向、纵向的自由度。 材料本构模型： 混凝土、钢筋、钢材的线弹性、弹塑性本构模型。 土-结构相互作用（SSI）的建模： 简化模型（弹簧-阻尼器模型）、精细模型（有限元法）。 3.2 反应谱分析方法 模态分解： 计算结构的高阶模态。 谱线合成： 常用方法（SRSS法、CQC法）及其适用性。 反应谱分析的应用局限性： 在非线性分析中的不足。 3.3 时程分析方法 动力时程分析（Linear Time History Analysis）： 采用给定的地震波记录，进行线性动力分析。 非线性时程分析（Nonlinear Time History Analysis）： 考虑材料和几何非线性，模拟结构在真实地震下的响应。 地震波的选取与场地效应的模拟： 确定性地震危险分析（DSA）与概率性地震危险分析（PSA）。 计算结果的解读： 位移、速度、加速度、内力、损伤指标。 3.4 简化分析方法 等效静力法（Equivalent Static Method）： 适用于规则、低矮桥梁结构。 静力弹塑性分析（Pushover Analysis）： 评估结构的承载能力和延性，用于基于性能的设计。 第四章 桥梁结构的抗震构件设计 本章将聚焦桥梁结构中关键抗震构件的设计细节，包括基础、桥墩、桥面结构以及连接节点，确保每个构件都能满足抗震要求。 4.1 基础与地基的抗震设计 桩基础： 桩的抗弯、抗剪、承载力设计，桩身与桩周土体的相互作用，桩基的液化防治。 扩大基础： 基础底面效应，地基承载力与变形控制。 隔震与减震基础。 4.2 桥墩的抗震设计 截面设计： 配筋原则，箍筋的加密与约束作用。 延性设计： 塑性铰区的设计，纵筋和横筋的配置。 剪切设计： 剪力墙、剪切梁的抗剪强度验算。 抗离析设计： 防止桥墩与帽梁连接处的脱空。 4.3 桥面结构的抗震设计 连续梁与预应力混凝土梁桥： 纵向、横向抗震连接，支座设计，伸缩缝设计。 板式梁桥： 支座锚固，盖梁设计。 拱桥： 拱脚、拱顶的连接与力传递。 斜拉桥与悬索桥： 塔、梁、索等关键部位的动力响应分析与设计，索塔的抗震设计，锚固体系的可靠性。 4.4 支座、伸缩缝及连接节点设计 支座： 盆式支座、球形支座、橡胶支座的抗震性能，减隔震支座的应用。 伸缩缝： 伸缩缝装置的抗震能力，防止错位与脱落。 节点连接： 预制构件之间的连接，钢结构与混凝土结构的连接。 第五章 桥梁结构的减隔震技术 本章将系统介绍当前广泛应用的桥梁结构减隔震技术，包括隔震技术、消能减震技术及其在实际工程中的应用案例。 5.1 隔震技术 隔震原理： 延长结构的自振周期，降低地震力。 隔震装置： 铅芯橡胶隔震支座、高阻尼橡胶隔震支座、屈服型隔震支座。 隔震构造： 隔震层设置，隔震缝设计。 隔震桥梁的设计要点与注意事项。 5.2 消能减震技术 消能减震原理： 利用附加阻尼装置耗散地震能量。 消能减震装置： 粘滞阻尼器、金属屈服型阻尼器、摩擦阻尼器、调谐质量阻尼器（TMD）。 消能减震构造： 阻尼器的布置位置、连接方式。 消能减震桥梁的设计要点与注意事项。 5.3 减隔震技术的组合应用 隔震与消能减震的协同作用。 多重减震策略。 第六章 桥梁结构抗震设计的案例分析 本章精选国内外具有代表性的桥梁抗震工程案例，通过对案例的深入剖析，展示抗震设计理论与方法的实际应用，总结工程经验与教训。 6.1 典型桥梁工程抗震设计案例 某超长连续钢箱梁桥的抗震设计。 某大跨度斜拉桥的抗震分析与减隔震措施。 某地震易发区重要桥梁的性能化设计。 某旧桥加固改造的抗震设计。 6.2 案例分析要点 场地条件与地震动特性。 设计理念与技术路线。 关键构件的抗震设计细节。 采用的分析方法与计算结果。 减隔震技术的应用效果。 工程实施过程中的难点与解决。 6.3 工程经验与教训 从实际工程中提炼的设计优化建议。 对未来桥梁抗震设计的启示。 第七章 桥梁结构的抗震监测与评估 本章探讨桥梁结构在运营期间的抗震监测技术，以及如何根据监测数据对其抗震性能进行评估，为结构的维护与加固提供科学依据。 7.1 桥梁结构健康监测系统（SHMS） 监测内容： 加速度、位移、应力、应变、裂缝、沉降等。 监测设备： 加速度计、位移传感器、应变片、GPS等。 数据采集与处理： 实时监测、数据存储、数据分析。 7.2 基于监测数据的抗震性能评估 识别结构动力特性： 模态参数识别。 评估构件损伤程度： 根据应力、应变等数据。 模型更新与修正： 利用实测数据校准数值模型。 结构可靠度评估。 7.3 震后评估与应急响应 快速评估方法： 目视检查、初步检测。 详细评估方法： 仪器检测、荷载试验。 风险评估与决策支持。 第八章 桥梁结构抗震研究的未来展望 本章将对桥梁结构抗震领域的研究前沿进行梳理，并展望未来的发展方向，以期为相关研究人员提供新的思路和方向。 8.1 新型抗震材料与技术 高性能混凝土、形状记忆合金、纤维增强聚合物（FRP）等在桥梁抗震中的应用。 智能监测与自修复技术。 8.2 高级分析技术 基于损伤力学的非线性分析。 基于概率的抗震设计（PBD）。 多尺度模拟与多物理场耦合分析。 8.3 复杂桥梁结构的抗震研究 特殊结构（如组合梁桥、叠合梁桥）的抗震特性。 城市轨道交通与公路桥梁组合结构体的抗震。 8.4 气候变化与地震风险 极端天气事件对桥梁抗震性能的影响。 气候变化背景下的桥梁韧性设计。 参考文献 本书引用了大量国内外权威的学术文献、设计规范和工程实践报告，为读者提供了进一步深入研究的文献支持。 附录 可能包含常用设计公式、标准数据、软件应用指南等辅助性内容。 《桥梁结构抗震设计原理与实践》是一部集理论性、系统性、实践性于一体的桥梁抗震设计专著，是工程师们在面对地震挑战时不可或缺的工具书。

评分☆☆☆☆☆

我最近在寻找一本能系统梳理近十年隧道抗震技术发展脉络的参考书，这本书的题目似乎正中下怀。我特别关注“算例”这一部分，因为纯理论的推导对解决实际工程中的疑难杂症往往力不从心。我希望看到的是，作者能够选取几个具有代表性的工程案例，详细展示从地震动输入、土体-结构相互作用模拟，到最终内力、变形分析的全过程。这些算例最好能涵盖不同尺度的隧道，比如城市地铁和长距离交通隧道，并清晰对比不同抗震措施（如柔性接头、减隔震装置）的实际减震效果。如果书中能对这些算例进行敏感性分析，探讨关键设计参数变动时的安全裕度变化，那这本书的工程参考价值将得到指数级的提升。这种细致入微的案例剖析，远比空泛的理论陈述更能让人信服和学习。

评分☆☆☆☆☆

阅读技术书籍时，我非常看重作者的学术背景和工程经验的结合度。一本优秀的著作，其论述不应是孤立的，而是能与其他相关领域（如岩土工程、结构工程、甚至地球物理学）形成有机的联系。我推测此书在描述地震波在不同土层中的传播特性时，会非常严谨地引用最新的地质动力学研究成果。此外，它应该会着重论述如何处理盾构管片接头在强烈振动下的受力状态，因为这直接关系到隧道的防水和运营安全。如果书中能提供清晰的图表来展示不同衬砌材料和接缝形式的抗震性能对比，哪怕只是定性的描述，也比纯粹的公式堆砌更有助于工程师快速做出判断。总而言之，我希望这本书体现出跨学科的综合性思维。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和排版给人一种非常扎实可靠的感觉，从目录上看，它似乎深入探讨了结构动力学在隧道工程中的应用，特别是针对地震荷载下的响应分析。我注意到其中可能包含了一些复杂的数值模拟方法，比如有限元分析或者更前沿的基于性能的设计理念。对于我们这些常年与地下工程打交道的工程师来说，一本能将理论深度与工程实践完美结合的著作是极其宝贵的。我期望书中能详细阐述不同地质条件（比如软土、岩石、断层带）对盾构隧道抗震性能的影响机制，以及如何通过优化衬砌结构设计来有效提高其韧性和抗倒塌能力。如果它还能提供一些最新的抗震规范解读和设计参数的选取依据，那就更好了，能直接指导我们未来的项目工作，减少理论和实践之间的鸿沟。整体而言，从外观和结构推测，这是一本值得工程师们反复研读的工具书。

评分☆☆☆☆☆

从书名来看，“研究”二字表明了作者试图构建一个系统的理论框架。我期望这本书能够提供一套清晰的、可操作的设计流程图或决策树，帮助工程师们从初步勘察阶段就开始考虑抗震问题，而不是等到设计后期才进行补救性的校核。特别是在面对场地特定地震动（PSHA/DSHA）的选取与修正上，我希望能有详尽的指导，因为这往往是国内很多项目中最不确定的环节之一。如果书中能包含一些对现有设计规范中抗震设防标准的批判性思考，指出其局限性并提出改进建议，那就更具启发价值了。我期待它能激发读者对现有设计范式的反思，推动我们对“韧性城市基础设施”这一目标的深入实践。

评分☆☆☆☆☆

这本书的定价不菲，这通常暗示着其内容的专业性和前沿性。我猜测它必然会涉及当前学术界热议的几个课题，例如极端地震下的非线性响应分析，以及如何量化和评估结构在长期服役期间累积的抗震风险。对于研究生或者从事研发工作的专业人士而言，这种超越常规规范的探讨至关重要。我尤其期待作者能深入挖掘盾构隧道在复杂地震波作用下，尤其是垂直向和扭转响应的耦合效应，这往往是传统简化模型忽略的薄弱环节。如果书中能引入先进的损伤模型或者基于概率的可靠度评估方法来指导抗震设计，那它就不仅仅是一本设计手册，更是一部引领行业技术进步的指南。希望它的理论深度能够满足我们对结构安全极限状态的深刻理解需求。

评分☆☆☆☆☆

书的内容就不说了，拿到书后，我都没分清楚是新书还是旧书，纸张有点泛黄了，封面一看就像在图书馆里面放了很长时间，像被不少人看过一样的

评分☆☆☆☆☆

经典书

评分☆☆☆☆☆

觉得还好吧。。还没怎么看

评分☆☆☆☆☆

书还是完全的，就是包装时边上被弄折了，封面上明显有个黑手印，有点……

评分☆☆☆☆☆

书籍内容不错，还未仔细研读

评分☆☆☆☆☆

专业书籍

评分☆☆☆☆☆

了解日本盾构隧道的抗震设计方法，很有帮助

评分☆☆☆☆☆

书还是完全的，就是包装时边上被弄折了，封面上明显有个黑手印，有点……

评分☆☆☆☆☆

活动期间购买的，便宜了不少，比某网站价格优惠。