盾構隧道損傷程度判定及在線動力監測研究 內容簡介

中國地鐵盾構隧道正處于飛速發展并逐漸步入大維修養護階段，截至2023年底，國內55個城市地鐵盾構隧道運營線路達10165.7km。地鐵隧道作為城市的交通命脈，隧道結構安全服役狀態對城市正常運轉至關重要，隧道運維安全問題也逐漸受到重視。 隨著運營時間的增長，地鐵盾構隧道受列車周期動荷載作用下的疲勞效應、環境介質中侵蝕性物質在結構中的遷移、既有軌道交通及周邊建（構）筑物等的擾動，隧道相繼產生不同程度的病害。病害發展累積導致隧道出現混凝土管片開裂、破損、道床脫空及滲漏水等結構損傷。結構損傷不僅會導致管片形成滲漏通徑，造成隧道滲漏水、空洞及變形等病害惡化，還會影響結構承載力并導致隧道結構剛度退化，誘發隧道變形過大問題，甚至直接影響隧道正常運營，進而造成巨大的經濟損失，危害社會安全。 隧道運維面臨的結構剛度退化問題日益突出，然而目前地鐵盾構隧道剛度退化仍以傳統靜力檢測方法為主，因此，突破傳統靜力人工檢測的技術需求壁壘，尋求一種經濟高效的動態測試技術實時感知地鐵盾構隧道結構性能狀態具有重要的工程意義。本書主要從基于動力特征的隧道結構損傷識別理論與方法、基于模糊貼近度法的隧道損傷程度判定、基于振動響應信號的隧道結構損傷程度判定研究、隧道結構損傷識別相似模型試驗、隧道結構模態參數辨識及在線動力監測應用等方面系統介紹了盾構隧道損傷識別與在線動力監測方法，旨在服務于隧道安全服役評價和促進隧道動力監測信息化的廣泛應用。 本書共分7章。 第1章介紹了本書的編制背景與研究必要性。 第2章對隧道結構損傷進行了定義，并通過統計對隧道結構常見病害類型與損傷進行了關聯分析，開展了基于攝動理論的隧道結構損傷模態特征分析。 第3章介紹了模糊貼近度理論，考慮信息不完備、噪聲誤差條件下通過FNBDI（Fuzzy Nearness Based Damage Identification）方法開展隧道結構單處損傷、多處損傷下的損傷程度判定。 第4章介紹了從動力監測角度分析如何通過隧道結構動力響應有效地判定結構損傷，包括了單處損傷與多處損傷條件下的損傷定位及程度判定。 第5章開展了隧道結構損傷相似模型試驗，包括試驗設計、動力加載裝置、試驗工況及試驗數據分析判定結構損傷。 第6章結合具體實際工程中，介紹短時脈沖激振下地鐵隧道結構振動響應與模態參數辨識、隧道結構整體性能判定、動力損傷識別誤差的影響分析及降低措施等。 第7章為本書的結論與展望內容。