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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