粉土地層盾構(gòu)隧道動力特性及抗液化技術

目錄
第1章 緒論 1
1.1 城市地鐵建設中砂土/粉土液化問題 1
1.2 隧道與地下工程的抗液化技術研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 地震條件下液化土層處治及現(xiàn)象分析 2
1.2.2 國內(nèi)城市地下工程砂土液化研究現(xiàn)狀 3
1.2.3 可液化地基地下結(jié)構(gòu)的地震響應及危害研究 7
1.2.4 列車循環(huán)荷載作用下周圍環(huán)境振動問題研究 8
1.3 本書主要內(nèi)容 10
第2章 天津地鐵飽和粉土可液化土層概況 12
2.1 天津地鐵概況 12
2.1.1 天津地鐵整體線路介紹 12
2.1.2 天津地鐵5號線盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu) 13
2.1.3 天津地鐵7號線盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu) 13
2.2 典型線路粉土液化土層地質(zhì)概況 14
2.2.1 天津地鐵5號線典型可液化土層概況 14
2.2.2 天津地鐵7號線一期可液化土層概況 15
第3章 可液化粉土地層動力特性及其液化機理 19
3.1 粉土地層的物理特性 19
3.1.1 粉土物理力學及工程性質(zhì) 19
3.1.2 粉土的成因及分類 19
3.1.3 天津可液化粉土基本物理力學性質(zhì) 20
3.2 粉土液化機理及其影響因素 27
3.2.1 粉土地層液化機理 27
3.2.2 粉土液化影響因素 28
3.2.3 地震動作用下粉土孔隙水壓力變化規(guī)律 29
3.3 粉土地層液化判別方法 31
3.3.1 液化評估方法 31
3.3.2 基于現(xiàn)場試驗的地基液化勢評估方法 33
3.4 天津地鐵粉土液化判別 37
3.4.1 標準貫入擊數(shù)判別法 37
3.4.2 Seed簡化法的液化判別 38
3.5 本章小結(jié) 38
第4章 可液化地層盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)動力分析理論 40
4.1 盾構(gòu)隧道動力特性分析理論 40
4.1.1 地基動力響應分析 40
4.1.2 隧道結(jié)構(gòu)的抗震研究方法 41
4.2 可液化地層與盾構(gòu)隧道動力相互作用研究 43
4.2.1 盾構(gòu)隧道可液化地基穩(wěn)定性 43
4.2.2 盾構(gòu)隧道可液化地基反應評價 45
4.3 動力分析數(shù)值計算基本理論 45
4.3.1 有限差分法基本理論 45
4.3.2 可液化粉土的動本構(gòu)模型 46
4.3.3 可液化粉土的動力反應分析 47
4.3.4 可液化粉土孔隙水壓力增長模型 48
4.3.5 液化地層隧道結(jié)構(gòu)動力分析模型 52
4.4 本章小結(jié) 53
第5章 列車荷載作用下粉土地層及盾構(gòu)隧道動力響應 55
5.1 地鐵列車-軌道垂向耦合動力學模型 55
5.1.1 地鐵列車及軌道系統(tǒng)動力學建模 55
5.1.2 列車車輛系統(tǒng)振動動力學方程 58
5.1.3 無砟軌道結(jié)構(gòu)振動方程 59
5.1.4 數(shù)值求解方法 61
5.1.5 天津地鐵列車計算參數(shù) 61
5.2 運營列車荷載特性 63
5.2.1 軌道不平順影響 63
5.2.2 時域不平順性曲線模擬 66
5.2.3 扣件荷載特征 67
5.2.4 載客狀態(tài)影響 70
5.3 天津地鐵列車振動對飽和粉土地層及盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)動力特性的影響 73
5.3.1 計算模型建立 73
5.3.2 列車振動對盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)的影響 74
5.3.3 列車振動對粉土地層的影響 78
5.4 天津地鐵典型可液化地層區(qū)間列車振動測試與分析 95
5.4.1 典型可液化地層區(qū)間概況 95
5.4.2 列車振動測試方案 96
5.4.3 列車振動測試結(jié)果與分析 104
5.4.4 小結(jié) 111
5.5 列車振動荷載飽和粉土地層盾構(gòu)隧道動力響應模型試驗 111
5.5.1 列車振動盾構(gòu)隧道模型試驗方案 111
5.5.2 列車荷載作用下天津飽和粉土地層盾構(gòu)隧道模型動力響應 117
5.6 本章小結(jié) 123
第6章 地震作用下粉土地層盾構(gòu)隧道動力響應 125
6.1 盾構(gòu)隧道計算模型 125
6.1.1 計算模型建立 125
6.1.2 地層參數(shù)及本構(gòu)模型 126
6.1.3 輸入地震波 127
6.1.4 數(shù)值試驗孔隙水壓力模型及液化準則 128
6.2 單雙洞隧道形式對粉土地層隧道結(jié)構(gòu)動力響應的影響 131
6.2.1 計算工況 131
6.2.2 結(jié)果分析 132
6.3 隧道埋深對粉土地層及隧道結(jié)構(gòu)動力響應的影響 139
6.3.1 計算工況 139
6.3.2 結(jié)果分析 140
6.4 粉土地層位置變化對隧道結(jié)構(gòu)的動力響應影響 151
6.4.1 計算工況 151
6.4.2 結(jié)果分析 152
6.5 隧道橫向間距對天津粉土地層及隧道結(jié)構(gòu)動力響應的影響 159
6.5.1 計算工況 159
6.5.2 結(jié)果分析 159
6.6 隧道豎向間距對粉土地層隧道結(jié)構(gòu)動力響應的影響 168
6.6.1 計算工況 168
6.6.2 結(jié)果分析 169
6.7 本章小結(jié) 179
第7章 強震作用下粉土地層盾構(gòu)隧道抗液化技術 181
7.1 可液化地基常見整治技術 181
7.2 強震作用下天津粉土地層盾構(gòu)隧道抗液化設計方法 183
7.2.1 盾構(gòu)隧道抗液化處理原則 183
7.2.2 地震動作用下盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)抗液化設計思路及措施 186
7.3 飽和粉土層隧道抗液化處置技術比選 188
7.3.1 粉土地層盾構(gòu)隧道注漿加固法抗液化技術研究 188
7.3.2 粉土地層盾構(gòu)隧道排水樁法抗液化技術研究 198
7.3.3 粉土地層盾構(gòu)隧道降飽和度抗液化技術研究 204
7.3.4 抗液化措施效果對比分析 215
7.4 飽和粉土層隧道降飽和度抗液化性能研究 217
7.4.1 計算模型及參數(shù) 217
7.4.2 飽和粉土超孔隙水壓力比變化規(guī)律分析 219
7.4.3 飽和粉土超靜孔隙水壓力變化規(guī)律分析 221
7.4.4 土體及隧道結(jié)構(gòu)變形規(guī)律分析 222
7.5 本章小結(jié) 223
第8章 強震作用下粉土地層盾構(gòu)隧道抗液化振動臺模型試驗 225
8.1 概述 225
8.2 大型振動臺模型試驗相似理論及相似參數(shù)設計 225
8.2.1 相似**定理(相似正定理) 226
8.2.2 相似第二定理(相似 定理) 228
8.2.3 模型試驗相似參數(shù) 229
8.3 大型振動臺試驗模型試驗相似材料配制 230
8.3.1 模型地基材料的選取與制備方法 230
8.3.2 模型結(jié)構(gòu)襯砌材料的選取與制備方法 232
8.4 粉土地層盾構(gòu)隧道振動臺模型試驗方案設計 236
8.4.1 振動臺模型試驗方案 236
8.4.2 模型箱設計 242
8.4.3 地震模擬振動臺參數(shù)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 247
8.4.4 振動臺模型實驗測試方案 248
8.5 強震作用下可液化粉土地層盾構(gòu)隧道抗液化性能研究 255
8.5.1 可液化粉土地層盾構(gòu)隧道加速度反應研究 255
8.5.2 模型地基土孔隙水壓力發(fā)展規(guī)律及其空間效應研究 268
8.5.3 模型地基土表面液化震害特征研究 270
8.5.4 盾構(gòu)隧道模型結(jié)構(gòu)峰值應變及其空間效應研究 273
8.5.5 模型試驗抗液化措施有效性研究 279
8.6 本章小結(jié) 290
參考文獻 293