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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(duì)擴(kuò)大城市空間、實(shí)現(xiàn)城市集約化發(fā)展意義重大。國(guó)際上已將交通、商業(yè)、市政和倉(cāng)儲(chǔ)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(yùn)行效率。我國(guó)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(guó)內(nèi)地已有 41 座城市建成地鐵線路，運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)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(shí)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(guó)家對(duì)大多數(shù)地下結(jié)構(gòu)也沒有考慮抗震設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致其抗震分析理論與設(shè)計(jì)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(qiáng)地震造成地下結(jié)構(gòu)震害的實(shí)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(duì)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(chǎng)地變形和土-結(jié)構(gòu)動(dòng)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(jì)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(jī)理與失效模式、抗震評(píng)價(jià)性能分析、簡(jiǎn)化抗震設(shè)計(jì)方法、減震控制設(shè)計(jì)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(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃“重大工程的動(dòng)力災(zāi)變”集成項(xiàng)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(qǐng)獲得了國(guó)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(bǔ)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(jì)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(yàn)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(jī)理與失效模式分析，地下結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)價(jià)，地下結(jié)構(gòu)減震控制，地下結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(jī)結(jié)合，既強(qiáng)調(diào)了場(chǎng)地土介質(zhì)的非線性特征和土 - 結(jié)構(gòu)非線性動(dòng)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(yàn)、數(shù)值模擬和震害的對(duì)比驗(yàn)證研究方面也有一定特色。此外，本書除十分重視場(chǎng)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(duì)地下結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)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(duì)系統(tǒng)知識(shí)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(dòng)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(jiǎn)介

杜修力教授、博士生導(dǎo)師、中國(guó)工程院院士、地震工程專家、土木工程學(xué)科帶頭人。國(guó)家杰出青年科學(xué)家基金獲得者，教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授，國(guó)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(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，中華人民共和國(guó)水利部技術(shù)委員會(huì)委員，中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)地震學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)公路學(xué)會(huì)專家委員會(huì)委員等學(xué)術(shù)職務(wù)。榮獲“全國(guó)先進(jìn)工作者”“全國(guó)優(yōu)秀科技工作者”等稱號(hào)，領(lǐng)銜的教師團(tuán)隊(duì)入選全國(guó)高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)。

杜修力教授于1990年博士畢業(yè)于中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所，1996年破格晉升為教授級(jí)高級(jí)工程師，2001年調(diào)入北京工業(yè)大學(xué)任教。長(zhǎng)期以來，杜修力教授一直在一線從事教學(xué)科研工作，長(zhǎng)期致力于工程抗震研究及工程實(shí)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)。