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2025.09

北京工業(yè)大學(xué)—杜修力

地下開發(fā)興盛

地下空間的開發(fā)利用是城市建設(shè)重要的發(fā)展方向，對擴大城市空間、實現(xiàn)城市集約化發(fā)展意義重大。國際上已將交通、商業(yè)、市政和倉儲等基礎(chǔ)設(shè)施工程廣泛建于地下，極大地拓展了城市的功能空間，提高了運行效率。我國目前正處于城市地下工程建設(shè)的快速發(fā)展期，正在建設(shè)和規(guī)劃建設(shè)的規(guī)模、速度均居世界首位。以地鐵建設(shè)為例，截至 2024 年 6 月，我國內(nèi)地已有 41 座城市建成地鐵線路，運營里程達(dá) 8689.51km，其中，上海和北京分別以 795.37km 和 760.79km 的地鐵線路位居全球城市前兩位，且結(jié)構(gòu)型式呈現(xiàn)大型、復(fù)雜化特征。

地下抗震覺醒

長期以來，工程和學(xué)術(shù)界認(rèn)為地下結(jié)構(gòu)的抗震安全性能高于地上結(jié)構(gòu)的抗震安全性能，因此，在相當(dāng)一段時期內(nèi)，地下結(jié)構(gòu)的抗震研究并未受到足夠的重視，包括美、日等結(jié)構(gòu)抗震科技水平較高的國家對大多數(shù)地下結(jié)構(gòu)也沒有考慮抗震設(shè)計要求，導(dǎo)致其抗震分析理論與設(shè)計方法研究成果缺乏。近幾十年來，在世界范圍內(nèi)發(fā)生了多次強地震造成地下結(jié)構(gòu)震害的實例，尤其是 1995 年日本阪神大地震中大范圍地鐵地下結(jié)構(gòu)遭遇了地震破壞，甚至出現(xiàn)大開地鐵車站完全塌毀的震害事例，從而引起了世界范圍內(nèi)地震工程專家和工程師們對地下結(jié)構(gòu)抗震問題的關(guān)注。與地上結(jié)構(gòu)不同，地下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)受到周圍巖土介質(zhì)約束，結(jié)構(gòu)慣性力不再是主要影響因素，地震作用下的場地變形和土-結(jié)構(gòu)動力相互作用效應(yīng)影響成為了影響地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的主要因素，這給結(jié)構(gòu)抗震減震設(shè)計帶來了新的問題和挑戰(zhàn)。

著書背景歷程

作者于 2000 年開始從事地下結(jié)構(gòu)抗震研究，在地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)影響因素及規(guī)律、損傷破壞模擬模型和方法、破壞機理與失效模式、抗震評價性能分析、簡化抗震設(shè)計方法、減震控制設(shè)計原理和方法以及技術(shù)與應(yīng)用等方面取得了較為系統(tǒng)的成果。作為國家自然科學(xué)基金重大研究計劃“重大工程的動力災(zāi)變”集成項目的負(fù)責(zé)人，作者也曾承諾要完成一本有關(guān)地下結(jié)構(gòu)抗震方面的著作，于是，2014年開始寫作此書，經(jīng)多次調(diào)整寫作大綱，數(shù)次修改書稿，2017 年初完稿，并申請獲得了國家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金資助?？紤]到近期的一些工作進(jìn)展，后又經(jīng)數(shù)次修改補充內(nèi)容，于 2024 年最終定稿。

全書內(nèi)容概覽

全書共 13 章，內(nèi)容包括地下結(jié)構(gòu)的抗震研究概況和結(jié)構(gòu)抗、減震設(shè)計的一些相關(guān)的基本理論與分析方法，土 - 地下結(jié)構(gòu)體系非線性地震反應(yīng)數(shù)值模擬理論與方法，土 - 地下結(jié)構(gòu)體系地震反應(yīng)模型試驗方法與技術(shù)，地下結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)特征及參數(shù)影響分析，地下結(jié)構(gòu)地震破壞機理與失效模式分析，地下結(jié)構(gòu)抗震性能評價，地下結(jié)構(gòu)減震控制，地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計簡化分析方法和裝配式地下結(jié)構(gòu)抗震等內(nèi)容。各章內(nèi)容相互聯(lián)系和貫通、有機結(jié)合，既強調(diào)了場地土介質(zhì)的非線性特征和土 - 結(jié)構(gòu)非線性動力相互作用效應(yīng)影響研究，又重視了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震力學(xué)性能分析，在模型試驗、數(shù)值模擬和震害的對比驗證研究方面也有一定特色。此外，本書除十分重視場地土 - 地下結(jié)構(gòu)體系地震非線性反應(yīng)的數(shù)值模擬模型和方法介紹外，對地下結(jié)構(gòu)的簡化分析方法介紹也非常重視，單章做了較系統(tǒng)的介紹。為方便讀者對系統(tǒng)知識的了解，本書第 2 章和第 3 章的內(nèi)容是在作者所著《工程波動理論與方法》(科學(xué)出版社) 一書中的相關(guān)內(nèi)容基礎(chǔ)上減縮而成。

PART .03

作者簡介

杜修力教授、博士生導(dǎo)師、中國工程院院士、地震工程專家、土木工程學(xué)科帶頭人。國家杰出青年科學(xué)家基金獲得者，教育部“長江學(xué)者”特聘教授，國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體帶頭人，橋梁工程安全與韌性全國重點實驗室主任，中華人民共和國水利部技術(shù)委員會委員，中國土木工程學(xué)會常務(wù)理事，中國地震學(xué)會常務(wù)理事，中國公路學(xué)會專家委員會委員等學(xué)術(shù)職務(wù)。榮獲“全國先進(jìn)工作者”“全國優(yōu)秀科技工作者”等稱號，領(lǐng)銜的教師團隊入選全國高校黃大年式教師團隊。

杜修力教授于1990年博士畢業(yè)于中國地震局工程力學(xué)研究所，1996年破格晉升為教授級高級工程師，2001年調(diào)入北京工業(yè)大學(xué)任教。長期以來，杜修力教授一直在一線從事教學(xué)科研工作，長期致力于工程抗震研究及工程實踐，在結(jié)構(gòu)-地基-圍埋土體耦合抗震領(lǐng)域作出了重大貢獻(xiàn)。