地鐵施工過程數(shù)值仿真及安全性分析

內(nèi)容概要

《地鐵施工過程數(shù)值仿真及安全性分析》通過對地鐵施工過程中的隧道、深基坑、豎井等圍護結(jié)構(gòu)的變形機理分析，以及施工引起地表沉降和施工對周圍建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)影響的數(shù)值仿真，結(jié)合實際監(jiān)測數(shù)據(jù)反演及驗證分析，探討地鐵工程施工過程的安全性分析、預(yù)測和控制技術(shù)，研究地鐵車站及隧道火災(zāi)、施工爆破振動破壞、地下管線破壞等問題，以期提高地鐵施工過程安全性監(jiān)測與預(yù)控水平，有效預(yù)防重大施工事故發(fā)生，減少事故損失，建立地鐵施工安全長效機制。全書共7章，分別為：緒論；深基坑工程安全性分析及其應(yīng)用；隧道工程安全性仿真與實測對比分析；盾構(gòu)施工過程仿真與安全性分析；地鐵施工過程火災(zāi)仿真與安全性分析；地鐵施工過程風(fēng)險監(jiān)控預(yù)警技術(shù)；地鐵工程安全性分析方法的拓展。
《地鐵施工過程數(shù)值仿真及安全性分析》可直接或間接地為建筑、軌道、公路、礦山、市政建設(shè)及其他相關(guān)部門安全隱患排查、工程風(fēng)險預(yù)測預(yù)報等提供技術(shù)支持，為預(yù)防地下工程施工過程安全提供技術(shù)保障?？晒氖碌叵鹿こ淘O(shè)計、施工和研究工作的工程技術(shù)人員參考，也可作為地下結(jié)構(gòu)或巖土工程專業(yè)研究生的教材，以及隧道與地下工程、鐵路與城市軌道工程、礦山井巷工程等專業(yè)大學(xué)生的參考用書。

作者簡介

王洪德，工學(xué)博士，教授國家注冊安全工程師、國家安全評價師，遼寧省安全生產(chǎn)專家?guī)斐蓡T、遼寧省工程爆破協(xié)會理事、大連幣安全生產(chǎn)專家、大連市防震減滅專家多年來，以地下工程、軌道交通和工業(yè)園區(qū)為研究對象，將安全學(xué)、滅害學(xué)、風(fēng)險評價、結(jié)構(gòu)原理、流體力學(xué)等理論和方法夏叉融合，從事受限空間滅害防治技術(shù)、軌道交通綜合巡檢監(jiān)控技術(shù)、隧道火災(zāi)預(yù)控及人員疏散技術(shù)、企業(yè)精細化閉環(huán)式動態(tài)管理系統(tǒng)平臺研發(fā)、流變系統(tǒng)可靠性預(yù)警模型及區(qū)域風(fēng)險評價模型構(gòu)建研究工作，主編出版學(xué)術(shù)專著3部、編著8部；發(fā)表學(xué)術(shù)論文82篇，EI收錄25篇。主持和參加完成國家級、省部級和幣級科研項目7項，主持橫向課題21項；獲省部級科技進步二等獎2項、三等獎1項、市級科技成果一等獎2項。

書籍目錄

第1章  緒論  1.1  地鐵工程問題安全性綜述  1.1.1  地鐵工程問題安全性內(nèi)涵  1.1.2  地鐵工程問題安全等級劃分  1.1.3  地鐵工程問題安全性預(yù)測預(yù)報  1.1.4  地鐵工程問題安全性控制  1.2  地鐵工程問題安全性研究進展  1.2.1  地下工程安全性分析研究進展  1.2.2  地下工程結(jié)構(gòu)研究方法進展  1.2.3  隧道及地下工程火災(zāi)研究方法進展  1.3  反演理論及其工程應(yīng)用研究進展  1.3.1  反演理論研究概況  1.3.2  地鐵工程力學(xué)反分析數(shù)學(xué)描述  1.3.3  反分析數(shù)值反演方法及其應(yīng)用  參考文獻第2章  深基坑工程安全性分析及其應(yīng)用  2.1  深基坑安全性分析概述  2.2  深基坑變形機理  2.2.1  深基坑底部土體回彈和隆起  2.2.2  圍護結(jié)構(gòu)變形  2.2.3  深基坑周圍地層位移  2.3  深基坑工程安全性判定及控制  2.3.1  動態(tài)預(yù)報過程  2.3.2  深基坑工程安全性判別  2.3.3  深基坑工程監(jiān)測方案優(yōu)化與安全性控制  2.4  深基坑施工過程仿真及地表沉降量驗證分析  2.4.1  深基坑工程概況  2.4.2  圍護結(jié)構(gòu)特點及監(jiān)測方案  2.4.3  本構(gòu)模型和單元參數(shù)  2.4.4  深基坑模型構(gòu)建  2.4.5  圍護結(jié)構(gòu)仿真分析  2.4.6  深基坑開挖及地表沉降仿真  2.4.7  實測與仿真數(shù)據(jù)對比分析  2.5  帶陽角深基坑變形特征仿真與實測對比分析  2.5.1  陽角基坑工程研究進展  2.5.2  工程背景及環(huán)境概況  2.5.3  有限元分析原理及其實現(xiàn)  2.5.4  帶陽角土巖組合基坑變形特性分析  2.5.5  現(xiàn)場測試分析  參考文獻第3章  隧道工程安全性仿真與實測對比分析  3.1  常用隧道施工方法分析  3.1.1  典型的隧道施工方法  3.1.2  隧道施工方法的選擇  3.2  隧道施工過程仿真和安全性預(yù)報  3.2.1  隧道開挖施工過程仿真的計算方法  3.2.2  位移量和安全性的預(yù)報  3.3  隧道施工引起地表沉降的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測  3.3.1  地鐵施工引起地表沉降概述  3.3.2  ANN預(yù)測技術(shù)及其應(yīng)用  3.3.3  地表沉降規(guī)律分析  3.3.4  BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建及程序編制  3.3.5  仿真與實測對比分析  3.3.6  結(jié)果分析  3.4  雙線隧道CRD開挖過程仿真及地表沉降分析  3.4.1  雙線隧道的CRD開挖概述  3.4.2  工程概況及監(jiān)測方案  3.4.3  隧道本構(gòu)模型及結(jié)構(gòu)單元選取  3.4.4  隧道施工數(shù)值模型構(gòu)建  3.4.5  CRD法開挖過程數(shù)值仿真  3.4.6  CRD法施工對地表建筑物的影響  3.5  基于差異進化的爆破振速參數(shù)反演分析  3.5.1  爆破振速研究概述  3.5.2  差異進化算法  3.5.3  基于DE的爆破振速參數(shù)識別  3.5.4  工程應(yīng)用  3.5.5  結(jié)果分析  3.6  隧道爆破施工對地表建筑物的微振動效應(yīng)分析  3.6.1  爆破地震波的產(chǎn)生機理  3.6.2  爆破地震波的類型  3.6.3  爆破振動效應(yīng)的控制參數(shù)分析  3.6.4  工程實例概況  3.6.5  爆破地震波控制驗算  3.6.6  結(jié)果分析  3.7  地鐵隧道爆破對建筑物微振動影響仿真分析  3.7.1  有限元模型的建立及特性分析  3.7.2  爆破地震波選取  3.7.3  建筑結(jié)構(gòu)在爆破地震波作用下的動力響應(yīng)分析  3.7.4  爆破地震波幅值對結(jié)構(gòu)的微振動響應(yīng)影響  3.7.5  爆破地震波頻率對結(jié)構(gòu)的微振動響應(yīng)影響  3.7.6  爆破地震波持續(xù)時間對結(jié)構(gòu)的微振動響應(yīng)影響  參考文獻第4章  盾構(gòu)施工過程仿真與安全性分析  4.1  盾構(gòu)施工引起的地表沉降機理分析  4.1.1  盾構(gòu)施工過程概述  4.1.2  盾構(gòu)隧道的地表沉降機理及其影響因素  4.1.3  地表沉降的安全性判斷與控制標(biāo)準分析  4.2  盾構(gòu)隧道施工建模影響因素仿真分析  4.2.1  盾構(gòu)施工建模影響因素  4.2.2  模型構(gòu)建及監(jiān)測點選擇  4.2.3  建模因素對比分析  4.2.4  建模因素分析結(jié)果  4.3  土壓平衡雙線盾構(gòu)隧道施工引起地表沉降分析  4.3.1  雙線地鐵隧道引起地表沉降概述  4.3.2  工程概況  4.3.3  FLAC3D仿真  4.3.4  仿真與實測數(shù)據(jù)對比  4.3.5  仿真結(jié)果分析  4.4  厚硬巖層盾構(gòu)隧道施工對地下管線影響分析  4.4.1  盾構(gòu)施工對地下管線影響概述  4.4.2  工程概況  4.4.3  模型選取  4.4.4  數(shù)值仿真分析  4.4.5  計算結(jié)果分析  4.4.6  驗證分析  4.5  盾構(gòu)接收井施工仿真及地表沉降分析  4.5.1  工程概況  4.5.2  模型選擇  4.5.3  數(shù)值仿真分析  4.5.4  仿真與實測結(jié)果對比分析  參考文獻第5章  地鐵施工過程火災(zāi)仿真與安全性分析  5.1  地鐵施工過程火災(zāi)研究概述  5.1.1  地鐵施工過程火災(zāi)的特點  5.1.2  地鐵施工過程火災(zāi)研究方法綜述  5.1.3  國內(nèi)外地鐵施工過程火災(zāi)研究現(xiàn)狀  5.2  均勻溫度場條件下盾構(gòu)隧道管片熱輻射性能分析  5.2.1  計算流程  5.2.2  FLAC3D模型參數(shù)確定  5.2.3  火災(zāi)時期管片的熱力分析  5.2.4  模型受力分析  5.3  非均勻溫度場盾構(gòu)隧道襯砌熱傳導(dǎo)性能分析  5.3.1  隧道火災(zāi)時期熱能傳遞概述  5.3.2  本構(gòu)模型構(gòu)建  5.3.3  火災(zāi)時期管片的熱力分析  5.3.4  結(jié)果分析  5.4  基于FDS的地鐵車站施工過程火災(zāi)仿真分析  5.4.1  地鐵車站施工過程火災(zāi)概述  5.4.2  FDS仿真應(yīng)用概述  5.4.3  FDS計算步驟  5.4.4  模型構(gòu)建  5.4.5  仿真結(jié)果及分析  參考文獻第6章  地鐵施工過程風(fēng)險監(jiān)控預(yù)警技術(shù)  6.1  地鐵施工風(fēng)險監(jiān)控預(yù)警技術(shù)概述  6.1.1  地鐵工程風(fēng)險的內(nèi)涵  6.1.2  地鐵工程風(fēng)險分析與管理現(xiàn)狀  6.1.3  工程風(fēng)險管理  6.1.4  地鐵施工過程風(fēng)險預(yù)警動力機制  6.2  深基坑圍護結(jié)構(gòu)變形遠程監(jiān)測預(yù)警裝備技術(shù)  6.2.1  深基坑圍護結(jié)構(gòu)監(jiān)測預(yù)警技術(shù)概述  6.2.2  深基坑結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)框架  6.2.3  監(jiān)控系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)  6.2.4  系統(tǒng)軟件體系  6.2.5  預(yù)警功能介紹及實例分析  6.2.6  結(jié)果分析  6.3  長大隧道健康狀況遠程監(jiān)測診斷裝備系統(tǒng)構(gòu)建  6.3.1  長大隧道健康狀況監(jiān)測診斷裝備系統(tǒng)研究概述  6.3.2  長大隧道健康狀況監(jiān)測診斷裝備系統(tǒng)組成  6.3.3  長大隧道傳感器布設(shè)  6.3.4  影響長大隧道健康狀況因素  6.3.5  健康診斷指標(biāo)判定標(biāo)準確定  6.3.6  工程實例分析  參考文獻第7章  地鐵工程安全性分析方法的拓展  7.1  DuncanChang EB模型軟化技術(shù)研究  7.1.1  DuncanChang EB模型存在的缺陷  7.1.2  DuncanChang EB模型及其改進  7.1.3  DuncanChang EB改進模型的二次開發(fā)  7.1.4  模型計算與比較  7.1.5  結(jié)果分析  7.2  基于差異進化支持向量機的坑外土體沉降預(yù)測  7.2.1  概述  7.2.2  坑外巖土體沉降預(yù)測的DESVM方法  7.2.3  實例分析  7.2.4  結(jié)果分析參考文獻

編輯推薦

王洪德、馬云東、崔鐵軍編著的《地鐵施工過程數(shù)值仿真及安全性分析》以地鐵工程為對象，對施工過程中隧道和深基坑穩(wěn)定性、爆破震速對建筑物的影響，以及可能造成的工程事故進行數(shù)值仿真和實測校驗分析?；贔LAC3D、FDS和MATLAB數(shù)值仿真，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、差異進化算法、支持向量機等預(yù)測技術(shù)，實現(xiàn)對地鐵施工過程安全性的定量分析及判定。本專著旨在介紹作者近10年在地鐵工程施工過程仿真及安全性分析技術(shù)、結(jié)合工程應(yīng)用領(lǐng)域開展研究所取得的成果。主要介紹結(jié)合工程應(yīng)用領(lǐng)域拓寬建立的安全性分析方法，涉及領(lǐng)域主要包括巖土工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)理論和技術(shù)，以及流固耦合作用影響下的富水軟巖地層中工程施工過程仿真技術(shù)。工程應(yīng)用方面，則將研究目標(biāo)設(shè)定為根據(jù)施工監(jiān)測所得到的結(jié)果，借助機理分析和反演分析，基于信息化施工技術(shù)，研究地鐵工程建設(shè)安全性的動態(tài)預(yù)報與控制的途徑、理論與方法。

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