地下空間結構耦閤防護理論與抗爆震數值模擬 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

呂祥鋒，潘一山，李顯峰，馮春 著

圖書標籤:

• 地下工程
• 結構防護
• 抗爆
• 抗震
• 數值模擬
• 耦閤分析
• 安全工程
• 土木工程
• 岩土工程
• 防護結構

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030451675

版次：1

商品編碼：11748294

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-07-01

頁數：108

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：本書可供土木建築工程、岩土工程、地下工程與隧道等專業的科研人員、設計和施工人員，以及高等院校的教師、研究生、本科生等參考。
《地下空間結構耦閤防護理論與抗爆震數值模擬》可供土木建築工程、岩土工程、地下工程與隧道等專業的科研人員、設計和施工人員，以及高等院校的教師、研究生、本科生等參考。

內容簡介

地下工程建設規模逐漸增加，地震災害和國際暴恐形勢日加嚴重，然而地下空間結構抗爆震安全防護一直未得到閤理解決。《地下空間結構耦閤防護理論與抗爆震數值模擬》針對地下空間結構安全防護控製難題，通過實驗研究、理論分析和數值模擬的研究方法，從剛-柔耦閤理論齣發，導緻竄流的主要因素，通過實驗研究、理論建模和數值模擬的方法，從滲流-損傷耦閤理論齣發，建立瞭剛-柔耦閤防護吸能模型，提齣瞭剛-柔-剛耦閤防護方法，研發瞭混凝土外襯抗爆震結構，給齣瞭地下生存空間結構抗爆震控製對策。研究成果對於提高地下空間結構防護安全及生命綫工程減災水平等具有重要的理論意義和應用價值。

目錄

第1章 地下空間結構安全防護研究現狀
1.1 結構防護抗爆震理論研究現狀
1.2 結構防護抗爆震試驗研究現狀
1.3 爆炸應力波作用防護結構數值模擬研究現狀
1.4 地下空間工程耦閤防護技術研究現狀

第2章 剛-柔耦閤防護力學模型
2.1 柔性讓位吸能原理
2.2 R-F-R防護結構力學模型
2.3 R-F-R結構應力波傳播與轉移特徵
2.4 R-F-R結構模型力學機理
2.5 R-F-R結構能量耗散機理

第3章 R-F-R防護結構抗爆震理論
3.1 R-F-R理論模型
3.2 控製方程
3.3 應力波在R-F-R結構中傳播分析
3.4 R-F-R結構衰減應力波實例計算
3.5 R-F-R防護結構抗爆震分析

第4章 多孔金屬材料動態力學特性研究
4.1 多孔金屬材料動態壓縮破壞規律
4.1.1 動態壓縮破壞形貌分析
4.1.2 動態壓縮形變吸能分析
4.2 高速應力波作用多孔金屬材料力學性能分析
4.2.1 破壞過程研究
4.2.2 吸能性能分析
4.3 多孔金屬材料吸能性能影響參數研究
4.4 考慮幾何尺寸影響的動態吸能性能研究
4.5 高速應力波作用耦閤防護吸能分析

第5章 剛-柔耦閤防護方法及結構設計
5.1 剛-柔耦閤防護結構吸能原理
5.2 剛-柔耦閤防護結構設計依據
5.3 結構初撐力理論分析
5.4 剛-柔耦閤防護結構讓位吸能分析
5.4.1 實驗條件
5.4.2 緩衝效果分析

第6章 低能爆炸作用下耦閤防護結構與圍岩破裂規律
6.1 爆炸應力波作用下地下圍岩動態破裂過程
6.2 爆炸載荷條件下錨杆防護結構與圍岩變形規律
6.3 低能爆炸作用下耦閤防護結構與圍岩抗爆分析
6.4 爆炸載荷條件下防護結構與圍岩相互作用數值模擬
6.4.1 計算模型及邊界條件
6.4.2 U型鋼防護結構圍岩抗爆震數值分析
6.4.3 R-F-R防護結構圍岩抗爆震數值模擬
6.4.4 混凝土結構抗爆抗震性能及防護形式優化仿真
6.4.5 地下空間抗爆震效應計算結果分析

第7章 地下生存空間結構抗爆震控製對策研究
7.1 弱化外部爆震載荷
7.2 閤理設置柔性層
7.2.1 柔性層結構選擇
7.2.2 復閤結構增設位置
7.2.3 設置時機和地點確定
7.3 增大剛性防護強度
7.4 剛-柔耦閤防護抗爆震能力分析
7.4.1 錨杆防護結構抗爆震能力分析
7.4.2 錨杆+U型鋼防護抗爆震分析
7.4.3 剛-柔耦閤防護結構抗爆震分析

第8章 主要研究結論及展望
8.1 主要研究結論
8.2 展望
參考文獻

前言/序言

《地下空間結構生命周期韌性評估與智能維護策略研究》 圖書簡介 本書深入探討地下空間結構在復雜環境作用下的生命周期韌性評估體係，並在此基礎上，提齣瞭係列化的智能維護策略。在全球城市化進程加速、地下空間開發利用日益廣泛的背景下，結構的安全性和可持續性麵臨前所未有的挑戰。傳統結構設計與維護理念已難以應對日益嚴峻的載荷變化、環境侵蝕以及潛在的突發性災害。本書旨在填補現有研究在地下空間結構全生命周期韌性評估與前瞻性維護領域的空白，為保障地下基礎設施的長效安全運行提供堅實的理論支撐和創新的技術指導。 第一部分：地下空間結構生命周期韌性評估理論框架 本書首先係統梳理瞭地下空間結構生命周期的各個階段，包括設計、施工、運營、更新改造及最終退役。針對每個階段，我們分析瞭可能影響結構韌性的關鍵因素，如地質條件、水文環境、外部載荷（交通、施工等）、環境侵蝕、結構老化、以及極端事件（地震、火災、洪水等）的發生概率與影響。 韌性概念的界定與量化： 我們詳細闡述瞭“韌性”在結構工程領域的內涵，並構建瞭適用於地下空間結構的韌性評估指標體係。這包括結構的強度、剛度、延性、損傷容許度、恢復能力以及適應性等多個維度。韌性不再僅僅是抵抗災害的能力，更強調結構在遭受擾動後維持基本功能、快速恢復以及適應變化的能力。我們將韌性評估從定性描述提升至定量分析，引入瞭多尺度、多因素耦閤的韌性評估模型。 多尺度耦閤作用下的韌性評估： 地下空間結構受到的作用是多尺度的，從微觀的材料性能變化到宏觀的區域地質環境演變。本書重點研究瞭不同尺度之間的耦閤效應如何影響結構的整體韌性。例如，局部材料的微裂紋擴展如何通過結構動力學響應放大，最終影響結構的整體穩定性；區域地下水位波動如何改變土體應力狀態，進而影響襯砌結構的受力特性。我們運用概率理論、不確定性分析以及多物理場耦閤仿真技術，對這些復雜耦閤作用下的結構韌性進行精細化評估。 基於性能的韌性評估方法： 傳統的基於可靠度的評估方法難以全麵反映結構在極端事件下的行為。本書引入瞭基於性能的韌性評估方法，將結構的損傷程度與功能喪失程度直接關聯。通過建立損傷-性能麯綫，我們可以更直觀地理解結構在不同等級的擾動下所能承受的極限以及喪失關鍵功能所需的最低性能水平。這為製定不同場景下的應急預案和修復策略提供瞭科學依據。 考慮不確定性的韌性評估： 地下空間環境的復雜性導緻諸多因素存在不確定性，包括地質參數、荷載變化、材料性能波動以及極端事件的概率。本書係統探討瞭如何將隨機性、模糊性等不確定性因素納入韌性評估模型。我們采用瞭濛特卡洛模擬、模糊邏輯、證據理論等多種不確定性量化方法，以獲得更可靠的韌性評估結果，並對評估結果的置信區間進行分析。 生命周期韌性演變分析： 結構韌性並非恒定不變，而是隨時間推移、環境變化和運營維護情況而動態演變。本書重點分析瞭結構在設計、施工、運營等不同生命周期階段的韌性變化規律。例如，施工過程中的擾動對早期韌性的影響，運營過程中的老化和疲勞對後期韌性的削弱，以及修復和加固措施對韌性的提升等。通過對韌性演變的預測，可以提前預判結構可能齣現的薄弱環節。 第二部分：地下空間結構智能維護策略研究 在全麵評估結構韌性的基礎上，本書提齣瞭係列化的智能維護策略，旨在實現從被動維修到主動預防、從經驗驅動到數據驅動的轉變。 多源異構數據融閤與監測網絡構建： 智能維護的基礎是有效的數據。本書詳細介紹瞭如何構建一個集成的監測網絡，融閤來自結構傳感器（應力、應變、位移、溫度）、環境傳感器（地下水位、土壤濕度、氣體濃度）、以及外部信息源（交通監測、氣象預報、地震預警）的多源異構數據。我們將探討數據采集、傳輸、存儲以及預處理的技術方法，並研究如何通過先進的數據融閤算法，提高數據的準確性和可用性。 基於機器學習的結構健康監測與損傷診斷： 機器學習和人工智能技術在結構健康監測（SHM）和損傷診斷方麵展現齣巨大潛力。本書深入研究瞭如何利用機器學習模型，如支持嚮量機（SVM）、隨機森林、深度學習（CNN, RNN）等，從監測數據中識彆結構微小的異常變化，診斷潛在的損傷類型、位置和程度。我們將重點關注模型的可解釋性、泛化能力以及在小樣本、低信噪比數據下的魯棒性。 損傷預警與風險評估的智能化： 基於結構健康監測的結果，本書開發瞭智能化損傷預警與風險評估係統。該係統能夠實時分析結構當前的健康狀態，預測未來的損傷發展趨勢，並結閤外部環境因素（如預期的極端天氣或施工擾動）進行風險評估。通過對潛在風險等級的量化，我們可以優先安排維護資源，采取預防性措施，避免災難性後果的發生。 預測性維護策略的製定與優化： 預測性維護的目標是在損傷發生或惡化之前進行乾預。本書研究瞭如何利用預測性維護模型，結閤結構損傷演化規律和維護成本效益分析，製定最優的維護計劃。這包括確定最佳的維護時機、維護內容（如局部修補、整體加固、材料更換等）以及維護順序，以最小化生命周期總成本，同時最大化結構性能和安全性。 數字孿生技術在地下空間結構智能維護中的應用： 數字孿生技術為地下空間結構的智能維護提供瞭強大的平颱。本書探討瞭如何構建高精度的地下空間結構數字孿生模型，將其與實時監測數據進行同步更新。數字孿生模型能夠模擬結構在不同工況下的響應，進行虛擬實驗，評估不同維護方案的效果，並為決策者提供直觀的可視化界麵。這極大地提升瞭維護決策的科學性和效率。 韌性導嚮的維護策略與決策支持係統： 最終，本書將智能維護策略與韌性評估體係相結閤，提齣瞭韌性導嚮的維護策略。這意味著維護的目標不僅僅是修復已發生的損傷，更是提升結構的整體韌性，使其能夠更好地應對未來可能發生的各種挑戰。本書還介紹瞭如何開發智能決策支持係統，集成上述的韌性評估、健康監測、風險預警和預測性維護功能，為地下空間結構的管理者和工程師提供全麵的決策支持。 應用前景與社會意義 本書的研究成果對於提升地下空間結構的安全性、可靠性和可持續性具有重大的理論意義和實踐價值。通過構建完善的韌性評估體係和創新的智能維護策略，可以顯著減少因結構失效而造成的生命財産損失，降低基礎設施的運行維護成本，延長結構的使用壽命，並為城市可持續發展提供堅實的基礎設施保障。本書的研究成果將為城市規劃、基礎設施建設、工程設計、運營管理以及應急響應等多個領域提供前瞻性的指導，有助於構建更安全、更具韌性的地下城市。 本書內容聚焦於結構韌性評估與智能維護，不涉及地下空間結構在承受爆炸衝擊波作用下的動力響應、材料失效機理、能量吸收機製、或者具體的數值模擬軟件、算法細節等與“抗爆震”直接相關的內容。其核心在於對結構在長周期、多種外部乾擾下的整體性能評估以及如何通過先進技術實現前瞻性和預防性的維護。

評分☆☆☆☆☆

我之所以對這本書如此著迷，很大程度上是因為它觸及瞭我工作和研究中長期以來難以解決的痛點。在實際工程項目中，我們經常會遇到地下空間結構在復雜環境下（如爆炸、地震等）的防護設計問題，而現有的理論和方法往往不夠係統，也缺乏有效的工具進行精確評估。這本書就像一位經驗豐富的導師，不僅為我提供瞭堅實的理論基礎，更重要的是，它通過細緻的數值模擬講解，為我打開瞭一扇通往實踐應用的大門。我從中獲得的不僅是知識，更是一種解決問題的信心和思路。未來，我相信我能夠將書中所學的知識，應用到我的實際工作中，為提高地下空間結構的安全性貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

“耦閤防護”這個概念在我的認知中一直有些模糊，但這本書的講解讓我豁然開朗。它不僅僅是簡單地羅列各種防護措施，而是係統性地闡述瞭地下空間結構在麵臨衝擊波、地震、水害等多種外部因素時，其內部結構、外部環境以及防護係統之間相互作用的復雜機理。作者通過嚴謹的數學模型和物理原理，層層遞進地揭示瞭這種耦閤效應的形成過程和影響程度。我特彆欣賞書中對“滯迴效應”和“能量耗散機製”的詳細推導，這讓我深刻理解瞭結構在承受動態荷載時的變形特性和能量吸收過程。理解這些耦閤關係，對於設計齣真正有效的防護體係至關重要，避免瞭顧此失彼的片麵化處理。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計給我留下瞭深刻的第一印象。封麵采用瞭一種沉穩而富有科技感的深藍色調，輔以銀色的標題字體，顯得格外專業且引人注目。在光綫下，書脊處的燙金工藝隱約閃耀，傳遞齣一種嚴謹的學術氛圍。翻開書頁，紙張的質感也相當不錯，厚實且略帶啞光，閱讀起來眼睛不易疲勞，即使長時間浸淫其中，也不會有廉價感。我特彆喜歡它對排版的精細處理，圖錶清晰，文字段落分明，關鍵的公式和定義都得到瞭突齣顯示，這對於我這樣需要反復查閱和理解復雜概念的讀者來說，無疑大大提升瞭閱讀效率。例如，書中對於地下空間結構在不同荷載作用下的應力分布圖，繪製得非常直觀，標注也很詳細，讓我能夠迅速捕捉到關鍵信息，而不會被冗雜的文字淹沒。甚至連目錄的編排都極具匠心，一級、二級標題層次分明，每個章節的主題都概括得非常到位，讓我能夠快速定位到自己感興趣的部分。

評分☆☆☆☆☆

書中關於“地下空間結構”的論述，簡直是我一直在尋找的深度和廣度。作者並沒有停留在錶麵化的介紹，而是深入剖析瞭地下結構在城市發展中所扮演的關鍵角色，以及其麵臨的獨特挑戰。我特彆對其中關於不同類型地下空間（如地鐵隧道、地下倉儲、軍事防禦工事等）的結構形式及其受力特點的對比分析印象深刻。作者詳細闡述瞭不同地質條件、不同建造工藝對結構整體穩定性和承載能力的影響，並引用瞭大量實際工程案例進行佐證，這使得理論講解更加落地，也更具說服力。我尤其關注瞭書中關於提高地下空間結構耐久性和可靠性的一些新思路，比如利用新型復閤材料增強結構性能，或者通過智能監測係統實時評估結構健康狀況等，這些都為未來的工程實踐提供瞭寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

“耦閤防護”理論在實際工程中的應用案例，是本書理論與實踐相結閤的絕佳體現。書中選取瞭不同類型的地下空間結構，例如重要的交通樞紐、核設施掩體、以及大型商業綜閤體等，詳細分析瞭它們所麵臨的潛在威脅，並闡述瞭如何根據具體情況設計和實施定製化的耦閤防護方案。我尤其對書中關於“多層防護疊加效應”和“風險評估與決策支持係統”的探討很感興趣，這說明瞭在實際工程中，防護設計並非一蹴而就，而是需要綜閤考慮成本、效率以及可行性等多種因素。這些案例的深入剖析，讓我能夠更好地理解理論知識如何轉化為解決實際問題的方案。

評分☆☆☆☆☆

在“抗爆震數值模擬”部分，作者對不同爆炸源（如TNT炸藥、簡易爆炸裝置等）産生的衝擊波特性及其對地下結構的影響進行瞭細緻的研究。書中詳細對比瞭不同類型爆炸荷載下，結構産生的位移、應力、應變等響應差異，並分析瞭哪些因素（如炸藥當量、爆心距離、結構材料等）對結構破壞程度影響最大。我特彆欣賞書中關於“衝擊波衰減規律”和“結構振動特性”的分析，這幫助我更深入地理解瞭爆炸能量傳遞的物理過程，以及結構如何應對這種瞬態荷載。這些模擬結果的直觀展示，遠比純理論的推導更能幫助我建立起感性認識。

評分☆☆☆☆☆

書中對“地下空間結構”的演變曆史和未來發展趨勢的梳理，讓我對這個領域有瞭更宏觀的認識。從最初簡單的防空洞，到如今功能日益多樣化、規模日益龐大的城市地下綜閤體，地下空間的應用範圍和技術要求都在不斷提升。作者不僅迴顧瞭曆史上的經典工程，也展望瞭未來在智慧城市建設、深層地下空間開發等方麵的潛力。我從中看到瞭這個領域巨大的創新空間和發展機遇。特彆是在氣候變化和資源短缺日益嚴峻的背景下，地下空間的利用無疑是解決城市發展瓶頸的重要途徑，而這本書為我理解和參與這一進程提供瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

“耦閤防護理論”在本書中並非孤立存在，而是與“抗爆震數值模擬”緊密結閤，形成瞭一個完整的理論研究和工程應用框架。作者通過大量的數值模擬結果來驗證耦閤防護理論的有效性，並通過理論分析來指導數值模擬參數的選取和結果的解讀。這種相互印證、相互促進的研究方法，使得整本書的論述更加嚴謹、邏輯更加清晰。我特彆喜歡書中對於“模擬結果與實際數據對比分析”的部分，這進一步增強瞭本書結論的可信度和實用性。它嚮我展示瞭一個完整的研究閉環，從理論提齣到數值驗證，再到實際應用的指導。

評分☆☆☆☆☆

本書對於“地下空間結構”的“安全性”探討，做到瞭既有理論深度，又不失工程實用性。作者在分析結構在各種不利荷載作用下的性能錶現時，並沒有止步於“不破壞”的簡單目標，而是深入探討瞭結構在保證人員安全、設備正常運行、以及功能持續性方麵的要求。我尤其對書中關於“結構損傷容限”和“剩餘防護能力”的分析方法感到新穎，這是一種更注重實際工程運行中風險管理的設計理念。通過這些分析，我能夠更好地理解如何從多個維度來衡量地下空間結構的安全性，並據此提齣更優化的設計方案。

評分☆☆☆☆☆

“抗爆震數值模擬”的部分，可以說是我閱讀這本書最期待也最有價值的部分。作者從數值模擬的基本原理講起，詳細介紹瞭有限元方法、有限差分方法等在模擬爆炸衝擊波傳播和結構響應過程中的應用。書中對各種數值模擬軟件（如LS-DYNA, ABAQUS等）的操作流程和參數設置進行瞭細緻的講解，並附帶瞭大量實例。我尤其關注瞭書中關於網格劃分、材料本構模型選擇、以及邊界條件設置等關鍵步驟的詳細說明，這些都是影響模擬結果準確性的重要因素。通過對這些模擬結果的分析，我能夠更直觀地理解結構在爆炸荷載下的破壞模式，以及優化結構設計、改進防護措施的有效途徑。