Geotechnical Engineering for Disaster Mitigation And Rehabilitation pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Jian, Chu (EDT)/ Kwang, Phoon Kok (EDT)/ Yew, Yong Kwet (EDT)

出品人:

页数:612

译者:

出版时间:

价格:143

装帧:HRD

isbn号码:9789812564696

丛书系列:

图书标签:

• Geotechnical Engineering
• Disaster Mitigation
• Disaster Rehabilitation
• Soil Mechanics
• Foundation Engineering
• Slope Stability
• Earthquake Engineering
• Landslide
• Ground Improvement
• Risk Assessment

《地下工程的韧性与再生：前沿理论与实践案例分析》 本书聚焦于地下工程结构在面对极端自然灾害，如大地震、洪水、滑坡和地面沉降等威胁时的 “韧性设计” 理念的构建，以及灾后快速、高效、可持续的 “修复与再生” 策略的系统性研究。本书深入剖析了传统工程方法在应对现代复杂地质灾害时的局限性，并前瞻性地探讨了智能监测、新型材料应用以及多灾种耦合作用下的风险评估等关键技术领域。 --- 第一部分：韧性地下工程的理论基石与前瞻性设计 本部分旨在为地下结构的设计者和决策者提供一套超越传统“安全系数”的思维框架，即如何确保结构在遭受不可避免的灾害冲击后，能够快速恢复关键功能，减少社会经济损失。 第一章：极端荷载下的地基-结构耦合动力响应分析 本章详细阐述了地震波、冲击荷载（如爆炸或快速水位变化）如何通过软弱地基层层传递至地下结构。我们利用先进的有限元模型（FEM）和无边界分析技术，对深基坑、地下隧道和核废料储存库等典型地下结构，在不同烈度地震下的非线性动力响应进行了三维数值模拟。重点讨论了液化土层对结构基础承载力的瞬态影响，以及围岩-支护-结构系统在超荷载作用下的破坏模式转变，为韧性设计提供精确的力学输入。 第二章：韧性设计原则与性能化指标体系 本书提出了一套“多层级性能目标”的韧性设计框架，区别于传统的“倒塌/非倒塌”二元标准。我们将结构性能分为：功能保持级（Immediate Occupancy, IO）、生命安全级（Life Safety, LS）和倒塌预防级（Collapse Prevention, CP）。针对地下结构，我们引入了如“渗漏率阈值”、“位移控制极限”和“修复时间窗口”等关键性能指标。本章将详细介绍如何根据项目重要性和经济价值，量化选择合适的性能目标，并据此优化结构体系的冗余度。 第三章：新型抗灾材料在地下工程中的应用 为提升地下结构在极端环境下的耐久性和自我修复能力，本章系统回顾并评估了自修复混凝土（Self-Healing Concrete）、形状记忆合金（SMA）在锚杆和支护结构中的应用潜力。我们分析了SMA的应变硬化和超弹性特性如何使隧道衬砌在经历较大变形后仍能恢复原状，从而避免永久性损伤。此外，对超高性能混凝土（UHPC）在抗冲击和抗侵蚀方面的表现也进行了深入的对比分析。 --- 第二部分：灾害诱发风险的综合评估与监测预警 有效的灾害缓解依赖于对潜在风险的精准识别和实时监控。本部分着眼于如何利用现代信息技术手段，对地下环境进行全生命周期的风险画像。 第四章：复杂地质条件下的多灾种耦合风险评估 现代城市工程往往面临多种灾害叠加的威胁。本章专门分析了“地震-山体滑坡”、“地面沉降-地下水侵蚀”等耦合作用对地下结构完整性的综合影响。我们采用层次分析法（AHP）和贝叶斯网络，构建了针对特定地理区域的地下工程风险评估模型，特别是针对软土地基和喀斯特地貌区域的易损性评估方法。 第五章：分布式光纤传感与智能健康监测系统（SHM） 实时数据是韧性建设的基础。本章详细介绍了基于光纤光栅（FBG）和分布式声学传感（DAS）技术的地下结构健康监测系统（SHM）。我们展示了如何通过在隧道衬砌、桩基和既有建构筑物中部署光纤传感器网络，实现对结构应变、温度、振动和微小渗漏的厘米级空间分辨率监测。重点讨论了边缘计算（Edge Computing）在海量监测数据实时处理和早期预警中的应用，确保在灾害发生前或发生初期能即时发出警报。 第六章：地下水动态变化与地下结构长期稳定性的关联性研究 地下水位的剧烈波动是造成地面沉降、基坑失稳和地下结构冻融破坏的关键因素。本章结合瞬变电磁法（TEM）和人工神经网络（ANN），对区域地下水文场变化进行长期预测。研究成果集中于如何根据预测的地下水位下降速率，优化抽水方案和降水井的布置，以维持地下结构周围土体的有效应力平衡，从而预防结构性破坏。 --- 第三部分：灾后快速修复、加固与可持续再生技术 即使做了最佳的韧性设计，灾害仍可能造成损害。本部分聚焦于灾后如何“快速重启”关键地下设施，并实现结构的可持续性再生。 第七章：地震破坏后地下结构的快速抢修策略 针对地震后隧道拱顶剥落、环向裂缝和管线破裂等典型损伤，本章提出了“最小化停工时间”的抢修流程。内容涵盖了超快速修补砂浆的现场制备与应用、临时支撑系统的快速部署技术，以及利用化学灌浆技术对受损接缝进行快速止水和承载力恢复的案例分析。强调在抢修过程中，如何在确保工人安全的前提下，同步进行结构损伤的精确评估。 第八章：结构再生性加固：从维修到性能提升 本书倡导的“再生”不仅仅是恢复原状，更是利用修复过程提升结构原有性能。本章重点介绍了利用结构自适应控制技术对受损结构进行“超弹性”加固的理念。讨论了在既有隧道衬砌裂缝中植入形状记忆聚合物（SMP），通过外部加热激活其形状记忆效应，实现衬砌的闭合和预应力的恢复。同时，对比了传统外包钢板加固与新型复合材料加固在成本、施工周期和结构耐久性上的差异。 第九章：退役地下空间的可持续再利用与环境友好型封堵 随着城市更新的推进，部分地下设施（如旧防空洞、废弃矿井）需要安全退役。本章提出了环境友好型的封堵与改造技术。研究了如何利用生物活性材料和低能耗固化技术，实现对地下空间的永久性、无害化封堵，防止其在未来成为地下水路径或环境污染源。同时，探讨了在不影响结构安全的前提下，将部分退役空间改造为地下能源储存（如地热或氢能）设施的潜力，实现资源的二次利用。 --- 本书的读者对象包括： 土木工程、地质工程、岩土工程、结构工程、减灾防灾科学等领域的科研人员、研究生，以及基础设施建设、运营和管理部门的高级工程师与决策者。通过对前沿理论、先进监测技术与成熟实践案例的系统整合，本书力求为构建更具韧性、更可持续的地下基础设施提供坚实的理论指导和可操作的技术蓝图。

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