铁路运营隧道健康评价与数据库管理系统开发
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天津武清
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作者王薇 姚勇 向延念
出版社机械工业出版社
ISBN9787111705543
出版时间2022-08
装帧平装
开本16开
定价118元
货号29444135
上书时间2024-12-16
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商品详情
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前言
我国早期建设的铁路隧道，经历了多次铁路提速与电气化改造，铁路机车轴重不断增加，年通货能力比设计值大幅提升；在隧道建设阶段，可能存在地质情况调查不足、施工方法不恰当、隧道防排水设施缺乏等情况；在隧道运营阶段，可能缺乏必要的维修保养措施。随着运营时间的增长，隧道结构的材料性能和使用性能呈现出劣化趋势，导致各类病害相继出现。隧道病害已经成为既有铁路线路提速、运营安全的重要制约因素。
本书以我国西南地区铁路运营隧道健康评价与数据库管理系统开发为例，介绍了我国铁路隧道运营状况及健康评价概况、病害检测分析方法、典型病害分析方法、隧道健康状态动态评价模型建立、数据库管理系统建立等。
铁路运营隧道健康评价与数据库管理系统开发第1章绪论，主要介绍了我国铁路隧道运营状况及健康评价研究情况，以我国西南地区某陈旧铁路线路为例，对铁路隧道病害情况进行统计分析，为后续章节铁路运营隧道健康评价及数据库管理系统开发奠定了基础。
第2章典型隧道病害调查与结果分析，主要针对典型隧道病害进行调查，对典型隧道病害的选定、调查内容及调查方法进行了介绍，归纳总结了隧道衬砌类型，并将铁路运营隧道进行分类，得出影响隧道安全的主要病害因素；结合资料搜集、现场检测、室内试验等方法，对检测结果进行统计分析，得出隧道病害形式、位置及劣化原因的结论。
第3章渗漏水对隧道衬砌结构受力影响分析，从外因水源和内因水路两方面分析隧道渗漏水产生机理，在此基础上模拟围岩松动圈厚度、地下水位变化、衬砌开裂渗漏水、衬砌变形缝防水失效渗漏水对围岩渗流场和衬砌安全性的影响，对衬砌受力的影响进行研究，为运营隧道维护和检修提供理论依据。
第4章裂缝对混凝土衬砌受力影响分析，主要从砌石衬砌背后空洞方面对隧道结构受力进行分析，通过建立模型，分析得出裂缝对裂缝附近区域结构的安全性危害，对其他部位的影响相对较小；裂缝的存在导致裂缝附近区域出现了一定范围内的应力集中，随着裂缝深度、长度的增加，衬砌结构所受到的拉应力和压应力都有增大的趋势。相应结论为复杂环境条件下陈旧隧道的健康评价和维护提供了理论依据。
第5章砌石衬砌背后空洞对隧道结构受力影响分析，借助ANSYS有限元软件，对砌石隧道结构存在拱顶空洞、拱腰空洞下的结构安全性进行了研究，并重点分析了空洞对衬砌结构安全性、灰缝截面剪应力以及衬砌内侧边缘应力的影响。
第6章砂浆掉落对砌石隧道结构受力影响分析，以陈旧隧道中的砌石隧道为研究基础，研究砂浆掉落对砌石隧道结构受力的影响。研究表明，砂浆脱落对拱顶、拱腰截面安全性影响相对较大。随着砂浆脱落深度的增加，砌石对砂浆的约束力逐渐减小，并促进砂浆的进一步脱落。
第7章铁路运营隧道健康评价方法，主要通过层次分析法和模糊数学理论，研究铁路运营隧道健康状态的动态评价方法，针对不同铁路运营隧道衬砌类型分别建立混凝土衬砌和砌石衬砌健康评价指标体系；利用数值模拟研究运营隧道典型病害的形成和发展规律，建立隧道病害指标的定性和定量的评价标准；融合可变权重和可变模糊集理论，针对运营隧道的不同时期，建立隧道健康状态的动态评价模型。
第8章铁路运营隧道健康状态的评价，主要利用已建立的隧道健康状态评价模型对西南地区典型隧道进行健康状态的评价，针对典型隧道特点，利用乘积标度法分别确定了评价指标体系下的指标层和准则层的权重；计算了不同评价指标的变权权重，根据可变模糊集理论确定了不同指标的隶属向量；结合隧道健康评价模型，分别对三座典型隧道进行健康评价预测，评价结果均与现场调研情况相符，说明评价的合理性和科学性。
第9章Visual Studio平台下Excel数据库管理系统开发，主要通过前文的研究成果，成功地开发出一个集信息与文件一体化管理的隧道病害数据管理系统，通过调试，系统功能满足设计要求。此软件具有信息的查询、更改、删除等功能，具有开放性、互操作性、可扩展性和先进性等特点，为病害的管理提供了一些实用操作，为隧道病害历史数据的检索查询提供了很好的平台，为隧道养护和安全评估提供了丰富的数据来源，也为未来隧道健康评价及数据库开发指明了方向。
第10章展望，介绍了国内外隧道病害的研究概况，总结了本书的研究成果及有待改进的方面。
本书出版得到了社会各界的帮助和支持，首先感谢成都铁路局中铁隧道集团市政公司、高速铁路基础研究联合基金（U1734208）、重庆工务段等对本书中相关的研究课题提供的经费资助或帮助，感谢中南大学提供项目试验设备和技术支持，感谢成都铁路局练发胜、付美楼、张鹏等专家提供的大力支持，感谢多位参加该项目评审的专家和学者。本书相关研究内容是在研究生鄢本存、尹俊涛、孟相昆、张家琦、李姚伟奇等人研究成果的基础上整理而成的，感谢他们的付出！
由于作者水平有限，书中难免出现差错、纰漏，恳请专家和读者不吝赐教。
著者
导语摘要
本书以我国西南地区铁路运营隧道健康评价与数据库管理系统开发为例，对典型病害进行了评价分析，建立了隧道病害健康评价模型和数据库管理系统，形成了较为完善的铁路运营隧道健康评价指导体系。本书共10章，主要内容包括：绪论、典型隧道病害调查与结果分析、渗漏水对隧道衬砌结构受力影响分析、裂缝对混凝土衬砌受力影响分析、砌石衬砌背后空洞对隧道结构受力影响分析、砂浆掉落对砌石隧道结构受力影响分析、铁路运营隧道健康评价方法、铁路运营隧道健康状态的评价、Visual Studio平台下Excel数据库管理系统开发、展望。
本书可作为高等学校铁道工程、土木工程等相关专业高年级本科生或研究生的教材，也可作为行业工程技术人员的参考书。
目录
前言
第1章绪论1
11铁路隧道运营状况及健康
评价研究1
12我国西南地区铁路线路概况2
13我国西南地区铁路线路运营隧道概况3
131隧道总体情况3
132隧道衬砌材料类型统计5
14隧道病害统计分析7
141隧道病害总体情况7
142典型病害的统计分析8
143隧道病害原因分析10
144病害对衬砌结构安全性的影响10
145隧道衬砌结构健康状态评价11
第2章典型隧道病害调查与结果分析13
21引言13
22典型隧道病害调查方案13
221典型隧道的选定13
222隧道病害调查内容15
223隧道现场调查方法15
23隧道调查结果19
231隧道①调查情况简介19
232隧道②调查情况简介23
233隧道③调查情况简介30
24衬砌裂损与渗漏水病害关联性分析38
第3章渗漏水对隧道衬砌结构受力影响分析39
31引言39
32隧道概况39
33隧道渗漏水原因分析40
331赋存环境对隧道渗漏水的影响40
332衬砌裂缝对隧道渗漏水的影响42
34围岩松动圈厚度对隧道受力影响分析45
341模型建立45
342计算参数与边界46
343围岩渗流场变化分析48
344衬砌安全性分析49
35地下水位变化对隧道受力影响分析51
351模型建立51
352计算参数与边界52
353围岩渗流场变化分析52
354衬砌安全性分析55
36衬砌开裂渗漏水对隧道受力影响分析56
361模型建立56
362计算参数与边界57
363围岩渗流场变化分析57
364衬砌安全性分析59
37衬砌变形缝防水失效渗漏水对隧道受力影响分析61
371模型建立61
372计算参数与边界61
373围岩渗流场变化分析62
374衬砌安全性分析65
第4章裂缝对混凝土衬砌受力影响分析67
41引言67
42有限元模型建立68
421计算参数68
422确定计算模型68
423计算工况选取68
43衬砌拱顶裂缝有限元模拟70
431衬砌内力分析70
432衬砌安全性分析77
44衬砌拱腰裂缝有限元模拟80
441衬砌内力分析80
442衬砌安全性分析87
第5章砌石衬砌背后空洞对隧道结构受力影响分析89
51引言89
511计算参数与边界89
512计算模型确定90
513检算截面选取90
514计算工况设计91
52拱顶不同规模空洞对隧道结构安全性的影响91
521衬砌结构安全性分析91
522灰缝截面安全性分析95
53拱腰不同规模空洞对隧道结构安全性的影响98
531衬砌结构安全性分析98
532灰缝截面安全性分析102
第6章砂浆掉落对砌石隧道结构受力影响分析106
61概述106
611数值计算模型确定107
612工况确定107
62不同深度砂浆脱落下砌石隧道安全性分析108
621衬砌结构安全性分析108
622灰缝截面安全性分析109
第7章铁路运营隧道健康
评价方法113
71引言113
72铁路运营隧道健康评价模型研究113
721评价方法的选择113
722隧道健康动态评价基本思路114
73铁路运营隧道健康评价体系的研究116
731评价指标的选取原则116
732评价指标的选取116
733评价指标体系的建立121
74铁路运营隧道健康评价标准的研究122
741评价标准评语集的拟定122
742衬砌开裂或错动123
743衬砌材质劣化125
744渗漏水病害126
745衬砌背后脱空127
746衬砌变形或移动129
75可变权重的计算方法130
751变权的基本理论及定义130
752指标常权权重的确定131
753指标变权权重的计算133
76可变模糊集理论确定指标的隶属函数135
761基本概念135
762相对隶属函数模型136
763可变模糊识别模型137
77综合模糊评价等级的判定138
第8章铁路运营隧道健康状态的评价140
81引言140
82隧道评价指标常权权重的确定140
821指标层指标常权权重的确定140
822准则层指标常权权重的确定142
83隧道③健康状态评价147
831指标变权权重的计算147
832可变隶属度的计算148
833隧道③可变模糊综合
评价153
84隧道②健康状态评价154
841指标变权权重的计算154
842可变隶属度的计算155
843隧道②可变模糊综合评价159
85隧道①健康状态评价160
851指标变权权重的计算160
852可变隶属度的计算161
853隧道①可变模糊动态评价165
第9章Visual Studio平台下Excel数据库管理系统开发166
91引言166
92铁路隧道病害数据库管理系统现状166
93隧道病害管理系统设计167
931数据库管理系统初步分析167
932病害信息管理系统的设计思路168
94铁路隧道病害管理系统开发169
941基于Excel工作表设计的数据库整理169
942基于Visual Studio平台下数据库管理系统的实现170
第10章展望172
参考文献175
内容摘要
本书以我国西南地区铁路运营隧道健康评价与数据库管理系统开发为例，对典型病害进行了评价分析，建立了隧道病害健康评价模型和数据库管理系统，形成了较为完善的铁路运营隧道健康评价指导体系。本书共10章，主要内容包括：绪论、典型隧道病害调查与结果分析、渗漏水对隧道衬砌结构受力影响分析、裂缝对混凝土衬砌受力影响分析、砌石衬砌背后空洞对隧道结构受力影响分析、砂浆掉落对砌石隧道结构受力影响分析、铁路运营隧道健康评价方法、铁路运营隧道健康状态的评价、Visual Studio平台下Excel数据库管理系统开发、展望。
本书可作为高等学校铁道工程、土木工程等相关专业高年级本科生或研究生的教材，也可作为行业工程技术人员的参考书。
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