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第1章 绪论 1

1.1 核电站取水构筑物问题研究背景 1

1.2 构筑物的抗震分析研究现状 3

1.3 城市立交桥问题研究背景 4

1.4 桥梁车载作用及抗震研究现状 7

1.4.1 地震反应分析的方法 8

1.4.2 结构抗震设防方法 9

1.4.3 桥梁抗震措施和结构振动控制 10

1.5 下伏采空区高速公路路基路面问题研究背景 10

1.6 下伏采空区路基路面研究现状 12

1.6.1 高速公路下伏采空区路基路面病害研究现状 13

1.6.2 空间对地观测技术应用现状 15

参考文献 18

第2章 核电站取水构筑物设计和施工 22

2.1 取水构筑物的概念及分类 22

2.1.1 取水构筑物的概念 22

2.1.2 取水构筑物的结构分类 22

2.2 红沿河核电站工程 24

2.2.1 工程概况［1］ 24

2.2.2 工程自然地理条件 25

2.2.3 工程地质条件 26

2.2.4 气象条件 27

2.2.5 工程水文地质条件 27

2.3 核电取水构筑物设计 30

2.3.1 取水构筑物的设计标准 30

2.3.2 取水构筑物的结构设计 30

2.4 取水构筑物施工 43

2.4.1 连接段采取明洞施工 43

2.4.2 取水构筑物施工 46

参考文献 48

第3章 核电站取水构筑物力学特性仿真分析 49

3.1 地下结构抗震计算方法 49

3.1.1 地震对结构的影响 49

3.1.2 地下结构抗震静力法 51

3.1.3 取水构筑物结构抗震动力分析法 52

3.2 取水构筑物动力响应分析理论 54

3.2.1 动力响应分析基本理论 54

3.2.2 阻尼的确定 55

3.2.3 边界条件的确定 55

3.2.4 土体本构模型 56

3.3 取水构筑物建模与施工过程仿真分析 57

3.3.1 构筑物建模 57

3.3.2 构筑物施工过程仿真 58

3.4 取水构筑物抗震仿真分析 60

3.4.1 模型建立 60

3.4.2 地震波和振型 61

3.4.3 仿真结果分析 62

3.5 取水构筑物渗流分析及海浪冲击分析 69

3.5.1 渗流分析 69

3.5.2 海浪冲击分析 70

参考文献 71

第4章 取水构筑物流场仿真分析 73

4.1 流场仿真分析方法 73

4.1.1 SolidWorks Flow Simulation特性［1］ 73

4.1.2 湍流模型［2-6］ 73

4.1.3 取水构筑物实际工况 74

4.2 高、低潮位取水工况下流场仿真分析 74

4.2.1 有限元模型的建立 74

4.2.2 计算结果 75

4.3 维修工况下取水构筑物流场仿真分析 77

4.4 隧洞内部的沿程损失 81

4.5 冬季冰凌工况取水构筑物流场仿真分析 82

参考文献 83

第5章 腐蚀对取水构筑物的影响 84

5.1 海洋腐蚀环境 84

5.1.1 海水腐蚀环境 84

5.1.2 海洋大气腐蚀环境 84

5.2 海水及海洋大气腐蚀的影响因素［1］ 85

5.2.1 盐度 85

5.2.2 含氧量 85

5.2.3 CO2、碳酸盐的影响 85

5.2.4 温度影响 85

5.2.5 海水流速的影响 86

5.2.6 海生物的影响 86

5.2.7 干湿交替的影响 86

5.2.8 光照条件 86

5.3 工程腐蚀产生的影响 86

5.4 我国港工、水工工程腐蚀产生的影响 88

5.5 提高海工耐久性的技术措施 88

参考文献 90

第6章 城市立交无梁板桥设计及施工 91

6.1 沈阳市二环路改造工程 91

6.1.1 改造工程设计依据和设计标准［1］ 91

6.1.2 沈阳市二环路改造工程概况 92

6.2 新立堡立交工程设计 95

6.2.1 总体设计 95

6.2.2 立交桥工程设计 95

6.2.3 主要材料要求 99

6.2.4 施工技术要求 99

6.3 新立堡立交桥施工 100

6.3.1 工程总体施工方案 100

6.3.2 工程重难点 100

6.3.3 钢结构梁桥的架设 101

参考文献 103

第7章 地震及车载动力对桥梁影响数值分析 104

7.1 数值仿真模型建立 104

7.1.1 数值分析模型 104

7.1.2 模型约束条件 106

7.1.3 数值分析参数设置 106

7.2 立交桥仿真分析 107

7.2.1 模态分析 107

7.2.2 位移结果分析 108

7.2.3 应力分析 111

7.3 车载振动的响应分析 112

7.3.1 模型建立 112

7.3.2 工况分析 113

7.4 仿真结果分析 114

7.5 无梁板桥结构设计、施工及调整 117

7.5.1 板桥上部结构形式 117

7.5.2 板桥上部结构配筋设计 118

7.5.3 桥墩配筋 124

7.5.4 无梁板桥预应力钢筋的施工 124

7.5.5 无梁板桥施工过程中的变更与加固处理 127

参考文献 129

第8章 高速公路安全性评价标准与方法 131

8.1 高速公路安全性评价的必要性 131

8.1.1 高速公路安全问题 131

8.1.2 高速公路道路工程安全性系统、规范评价的必要性 131

8.1.3 建立高速公路道路工程安全性评价标准与方法的迫切性 131

8.2 路基工程安全性评价 132

8.2.1 路基变形失稳影响因素与模式 132

8.2.2 路基工程安全性评价标准与方法 133

8.2.3 路基边坡工程安全性评价标准与方法 136

8.3 路面工程安全性评价 141

8.3.1 路面常见病害类型与影响因素 141

8.3.2 沥青路面行驶安全性的评价 142

8.4 隧道工程安全性评价 146

8.4.1 隧道工程安全性影响因素及其破坏形式 146

8.4.2 隧道工程稳定性判据与安全性评价 148

8.5 桥梁工程安全性评价 152

8.5.1 桥梁工程安全性影响因素 152

8.5.2 桥梁工程的安全性评价标准与方法 153

参考文献 156

第9章 采空区地基承载力理论与方法 158

9.1 增量加载有限元法 158

9.1.1 增量加载 158

9.1.2 屈服准则的选用 158

9.2 塑性势面、屈服面与破坏面 160

9.3 非关联法则下平面应变问题的速度滑移线场 161

9.4 计算实例 164

9.5 有限元强度折减法求解地基稳定安全系数 167

9.5.1 计算原理 168

9.5.2 屈服准则的转换 168

9.5.3 计算步骤 169

9.5.4 与Prandtl理论解的比较 169

9.5.5 安全系数的比较 170

参考文献 171

第10章 采空区路基路面变形研究 172

10.1 采空区煤层预留保安矿柱对路基的影响 172

10.1.1 煤层采空区预留保安矿柱对路堤的影响 172

10.1.2 煤层采空区预留保安矿柱对路堑的影响 173

10.1.3 煤层采空区预留保安矿柱对停车区路堤的影响 174

10.2 煤层采空区保安矿柱按不同回采率开采对路基的影响 175

10.3 倾斜煤层按不同开采顺序开采对路基的影响 178

10.3.1 倾斜煤层上部开采对路基的影响 178

10.3.2 倾斜煤层下部开采对路基的影响 179

10.3.3 倾斜煤层上下部同时开采对路基的影响 179

10.4 在复杂地质情况下开采对覆岩的影响 180

10.4.1 断层上盘开采对覆岩的影响 180

10.4.2 断层上下盘同时开采对覆岩的影响 181

10.5 井露采动、井工联采对路基影响分析 184

10.6 采空区路基路面设计方法 185

10.6.1 选线原则及勘察要点 185

10.6.2 采空区路基路面一般设计方法 186

10.7 采空区路基路面变形协调设计 192

10.7.1 变形协调设计方法 193

10.7.2 采空区高填路基设计 198

10.7.3 采空区连续配筋混凝土路面设计方法 198

10.7.4 采空区停车服务场地路面设计方法 200

10.7.5 采动区路基路面设计 202

10.7.6 采空区浸水路基路面设计 202

参考文献 203

第11章 跨越采空区路基、桥梁工程方案比选及工后监测 205

11.1 寺沟工程概况 205

11.1.1 寺沟地形路堤特征与工程概况 205

11.1.2 跨越采空区高填路基、桥梁工程及各方案物理力学参数 205

11.2 跨越采空区地基梁式桥数值模拟分析 206

11.2.1 模型建立 207

11.2.2 数值模拟分析 207

11.3 跨越采空区地基刚构桥数值模拟分析 210

11.3.1 模型建立 211

11.3.2 数值模拟分析 212

11.4 跨越采空区方案比选 214

11.4.1 模型建立桥梁方案比选标准［3-7］ 214

11.4.2 跨越寺沟采空区高填路基、桥梁工程方案比选 215

11.5 InSAR空间对地监测技术、监测方法与数据的处理 215

11.5.1 InSAR技术［8-13］ 216

11.5.2 InSAR监测方法 217

11.5.3 InSAR监测数据的处理 220

11.6 InSAR监测技术在高速公路路基路面变形监测中的应用 222

11.6.1 工程概况 223

11.6.2 空间监测 225

11.6.3 InSAR技术在公路工程防灾中的应用展望 230

参考文献 233

第12章 研究小结 234

12.1 核电站取水构筑物研究结论 234

12.2 城市立交无梁板桥研究结论 235

12.3 高速公路路基路面下伏采空区研究结论 236