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第1章 绪论1

1.1 概述1

1.2 车辆轨道地基模型研究现状2

1.2.1 车辆荷载模型3

1.2.2 轨道结构模型4

1.2.3 地基模型5

1.3 轨道交通振动及长期沉降研究现状7

1.3.1 振动影响及测试技术7

1.3.2 列车荷载下隧道-地基动力响应8

1.3.3 隧道长期沉降研究9

1.4 轨道交通地下结构地震响应研究现状11

1.4.1 地下结构地震响应影响12

1.4.2 地表结构地震响应影响13

1.4.3 土-结构地震响应分析方法14

第2章 轨道交通暗河、暗浜微动探测技术研究15

2.1 概述15

2.2 地球物理特征16

2.2.1 物性参数特征16

2.2.2 暗浜、暗塘概念模型16

2.3 暗浜、暗塘探测技术20

2.3.1 微动探测法20

2.3.2 地震映像法22

2.3.3 瞬态瑞雷波法22

2.3.4 地震散射波法24

2.3.5 地质雷达法24

2.3.6 高密度电阻率法25

2.4 暗浜、暗塘探测结果分析26

2.4.1 试验区选择26

2.4.2 试验目的26

2.4.3 探测结果分析27

2.4.4 探查及验证43

2.5 波速及动参数45

2.6 本章小结49

第3章 列车荷载作用下土的动力特性试验研究50

3.1 概述50

3.2 试验仪器51

3.2.1 研制思路51

3.2.2 装置组成53

3.2.3 装置功能与特点54

3.2.4 技术参数54

3.2.5 试验步骤54

3.3 黏土动力特性试验55

3.3.1 试验方案55

3.3.2 排水条件影响56

3.3.3 围压和动应力影响61

3.3.4 初始静偏应力影响64

3.3.5 k0固结下频率影响65

3.4 淤泥质粉质黏土动力特性试验69

3.4.1 试验土样及方案70

3.4.2 动应力和频率的影响70

3.4.3 温度影响72

3.4.4 归一化处理74

3.5 淤泥质黏土动力特性试验76

3.5.1 试验土样及方案76

3.5.2 围压影响77

3.5.3 频率影响77

3.5.4 含水率影响78

3.5.5 分级加载影响79

3.5.6 动应力影响80

3.5.7 动应力比影响80

3.6 黏质粉土动力特性试验81

3.6.1 试验土样及方案81

3.6.2 动应力影响82

3.6.3 频率影响84

3.6.4 排水条件影响85

3.7 考虑温度影响的饱和软黏土应变模型86

3.7.1 试验土样及方案86

3.7.2 温度对累积塑性应变影响87

3.7.3 考虑温度影响的本构模型89

3.8 本章小结93

第4章 列车荷载作用下隧道结构振动测试研究95

4.1 概述95

4.2 隧道振动测试方案95

4.2.1 工程概况95

4.2.2 测点布置98

4.2.3 测试项目99

4.2.4 测试仪器99

4.2.5 测试方法99

4.3 测试数据预处理100

4.4 频谱分析方法100

4.4.1 小波变换100

4.4.2 功率谱101

4.5 振动的评价102

4.6 振动实测结果与分析103

4.6.1 振动加速度时程曲线103

4.6.2 测试数据频谱分析106

4.6.3 振级计算分析108

4.7 本章小结110

第5章 列车荷载作用下轨道-路基动力响应研究111

5.1 概述111

5.2 解析法与有限元法对比112

5.2.1 解析法112

5.2.2 路基动力响应的有限元分析方法118

5.2.3 解析解与有限元解对比120

5.3 轨道-各向同性地基动力响应124

5.3.1 计算模型124

5.3.2 控制方程求解125

5.3.3 轨道-地基动力响应135

5.3.4 计算结果分析145

5.4 轨道-横观各向同性地基动力响应165

5.4.1 计算模型165

5.4.2 控制方程求解166

5.4.3 数值计算结果分析169

5.5 本章小结178

第6章 列车荷载下轨道-隧道-地基动力响应模拟179

6.1 概述179

6.2 有限元计算原理179

6.2.1 ABAQUS有限元软件简介179

6.2.2 动力显式积分算法180

6.3 隧道动力计算模型182

6.3.1 土的本构模型182

6.3.2 列车荷载184

6.3.3 轮轨间相互作用力184

6.3.4 列车振动荷载模拟185

6.4 隧道结构计算模型187

6.4.1 模型参数187

6.4.2 网格尺寸189

6.4.3 边界条件189

6.4.4 计算时间步189

6.4.5 阻尼的处理190

6.4.6 有限元模型190

6.5 隧道结构动力响应结果190

6.5.1 竖向振动传播特性190

6.5.2 土体动应力响应194

6.6 本章小结199

第7章 列车荷载下隧道长期沉降预测及控制研究200

7.1 概述200

7.2 1号线盾构隧道长期沉降测试结果200

7.2.1 沉降监测结果200

7.2.2 隧道沉降原因分析201

7.3 弹塑性动力有限元分析法204

7.3.1 边界面模型204

7.3.2 隧道沉降模拟206

7.4 盾构隧道长期沉降实用计算方法210

7.4.1 循环累积变形与累积孔压模型210

7.4.2 循环累积变形与孔压模型参数213

7.4.3 列车荷载下盾构隧道长期沉降预测217

7.5 盾构隧道长期沉降PDSS程序计算220

7.5.1 区间选择220

7.5.2 计算模型及计算程序220

7.5.3 计算结果及分析222

7.6 盾构隧道长期沉降控制措施225

7.7 本章小结227

第8章 爆炸作用下轨道交通地下结构响应研究228

8.1 概述228

8.2 地下结构动力响应模拟228

8.2.1 接触面描述228

8.2.2 接触面特性229

8.2.3 接触数值算法231

8.3 地下结构动力响应模型231

8.3.1 几何模型231

8.3.2 土的本构模型232

8.3.3 材料参数234

8.3.4 爆炸荷载234

8.3.5 边界条件235

8.4 地下结构爆炸动力响应结果235

8.4.1 土中爆炸结果235

8.4.2 爆炸作用下地下结构响应结果236

8.5 本章小结248

第9章 地震作用下轨道交通地下结构响应研究249

9.1 概述249

9.2 地震响应计算模型249

9.2.1 工程概况249

9.2.2 结构简化254

9.2.3 计算工况258

9.2.4 计算模型259

9.3 车站与地表结构地震响应规律262

9.3.1 模态分析262

9.3.2 车站对地表结构影响263

9.3.3 地表结构对车站结构影响268

9.4 宁波软土地层地下结构简化实用抗震分析方法271

9.4.1 反应位移法基本原理及计算步骤272

9.4.2 反应加速度法基本原理及计算步骤275

9.4.3 计算模型及参数276

9.4.4 两种方法的比较280

9.5 本章小结281

第10章 轨道交通地下结构减振控制措施研究282

10.1 概述282

10.2 减振措施及比选282

10.3 隔振措施294

10.4 本章小结295

参考文献296