轨道交通隧道系统动力学

本书在追踪国际隧道动力学研究方法的基础上，以车辆？轨道耦合和饱和软土地层作为切入点，力求建立便捷可靠的计算方法，以便厘清服役轨道交通隧道的结构病害和环境振动问题，为改进设计与施工措施提供借鉴与参考。本书共分为８ 章，内容包括绪论、饱和全空间土体？隧道振动响应壳柱法半解析模型、基于壳柱模型的车辆？轨道？隧道？土体车致振动响应解、饱和分层半空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数、饱和土？隧道系统车致振动响应的２． ５ 维有限元？边界元法、饱和半空间中圆形隧道车致动力响应的子结构法、时域内隧道？土体振动的半解析动力子结构法、时域内车辆？轨道？隧道？土体耦合动力子结构法。本书可供隧道科研、设计及施工人员学习参考，亦可供高等院校研究生学习参考。

第１ 章  绪论………………………………………………………………………………… １  １． １  轨道交通的发展概况………………………………………………………………… １  １． ２  轨道交通地下结构与车辆荷载特征………………………………………………… １    １． ２． １  轨道交通振源特征……………………………………………………………… １    １． ２． ２  轨道结构特征…………………………………………………………………… ２    １． ２． ３  隧道结构特征…………………………………………………………………… ４  １． ３  轨道交通隧道系统振动引发的典型工程问题……………………………………… ６    １． ３． １  软土地区地铁隧道沉降及结构病害问题……………………………………… ６    １． ３． ２  环境振动问题…………………………………………………………………… ７  １． ４  轨道交通隧道系统动力学的研究方法……………………………………………… ９    １． ４． １  现场测试………………………………………………………………………… ９    １． ４． ２  室内试验………………………………………………………………………… １０    １． ４． ３  经验法…………………………………………………………………………… １１    １． ４． ４  数值方法………………………………………………………………………… １１    １． ４． ５  解析法与半解析法……………………………………………………………… １４  １． ５  本书研究内容及范围………………………………………………………………… １６  本章参考文献……………………………………………………………………………… １７第２ 章  饱和全空间土体？隧道振动响应壳柱法半解析模型……………………………… ２４  ２． １  隧道振动控制方程…………………………………………………………………… ２４  ２． ２  饱和地基土体的波动方程…………………………………………………………… ２７  ２． ３  模型的耦合求解……………………………………………………………………… ３６  ２． ４  算例与分析…………………………………………………………………………… ３９    ２． ４． １  竖向移动荷载作用下的响应…………………………………………………… ４０    ２． ４． ２  水平移动荷载对动力响应的影响……………………………………………… ４４  本章参考文献……………………………………………………………………………… ４６１第３ 章  基于壳柱模型的车辆？轨道？隧道？土体车致振动响应解………………………… ４８  ３． １  隧道？土体系统……………………………………………………………………… ４９  ３． ２  轨道与隧道的耦合…………………………………………………………………… ５２    ３． ２． １  单洞单线轨道…………………………………………………………………… ５２    ３． ２． ２  单洞双线轨道…………………………………………………………………… ５４  ３． ３  车辆荷载的模拟……………………………………………………………………… ５９  ３． ４  算例与分析…………………………………………………………………………… ６０    ３． ４． １  模型的退化分析………………………………………………………………… ６０    ３． ４． ２  单洞单线响应分析……………………………………………………………… ６１    ３． ４． ３  单洞双线行车响应……………………………………………………………… ６７  本章参考文献……………………………………………………………………………… ７２第４ 章  饱和分层半空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数………………………………… ７３  ４． １  控制方程和通解……………………………………………………………………… ７３    ４． １． １  饱和多孔介质的波动方程……………………………………………………… ７３    ４． １． ２  位移场的势函数分解和通解…………………………………………………… ７５  ４． ２  饱和全空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数………………………………………… ７６    ４． ２． １  点荷载作用下全空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数………………………… ７６    ４． ２． ２  流相点源作用下全空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数……………………… ８０  ４． ３  饱和半空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数………………………………………… ８１    ４． ３． １  点荷载作用下半空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数………………………… ８１    ４． ３． ２  流相点源作用下半空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数……………………… ８８  ４． ４  饱和分层半空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数…………………………………… ９１  ４． ５  算例分析…………………………………………………………………………… １００    ４． ５． １  与单相介质半空间问题的２． ５ 维动力Ｇｒｅｅｎ 函数对比分析……………… １００    ４． ５． ２  与饱和半空间问题的三维动力Ｇｒｅｅｎ 函数对比分析……………………… １０２    ４． ５． ３  与饱和分层半空间问题的三维动力Ｇｒｅｅｎ 函数对比分析………………… １０３    ４． ５． ４  埋置点源作用下饱和分层半空间的动力响应……………………………… １０４  本章参考文献……………………………………………………………………………… １０７第５ 章  饱和土？隧道系统车致振动响应的２． ５ 维有限元？边界元法…………………… １０９  ５． １  隧道？饱和土体系统的２． ５ 维有限元？边界元法………………………………… １０９    ５． １． １  隧道的２． ５ 维有限元法……………………………………………………… １１０    ５． １． ２  饱和土体的２． ５ 维边界元法………………………………………………… １１１    ５． １． ３  ２． ５ 维有限元与边界元耦合………………………………………………… １１６  ５． ２  车辆？轨道？隧道？饱和土体耦合系统动力计算方法……………………………… １１８  ５． ３  算例分析…………………………………………………………………………… １１９    ５． ３． １  与不透水条件下的半解析解对比分析……………………………………… １１９    ５． ３． ２  与透水条件下的半解析解对比分析………………………………………… １２１    ５． ３． ３  与单相介质的２． ５ 维有限元？边界元法对比分析…………………………… １２１    ５． ３． ４  饱和半空间中类矩形隧道的车致振动响应………………………………… １２２  本章参考文献……………………………………………………………………………… １３２第６ 章  饱和半空间中圆形隧道车致动力响应的子结构法……………………………… １３４  ６． １  计算条件…………………………………………………………………………… １３４