王树仁，二级教授，博导，河南省特聘教授，河南省土木工程重点学科带头人。主要从事岩土工程、岩土力学和数值计算等科研与教学工作。主持及完成4项国家自然科学基金项目(51774112; 51474188; 51074140; 51310105020)；荣获国家科技进步二等奖1项，省级科技进步一、二等奖7项；第一(通讯)作者发表期刊论文SCI65篇/EI75篇；出版中英文专著12部、教材2部。

本书采用室内外试验、理论分析、数值模拟和现场监测等综合研究方法，对高铁穿越采煤沉陷区稳定性及采空区地基累积变形机理进行研究，主要研究内容：(1) 贵南高铁采空区特征勘察；(2) 贵南高铁采空区地表变形及监测；(3) 考虑断层效应的采空区场地稳定性；(4) 太焦高铁地基缩尺模型尺寸效应；(5) 采空区地基与轨道结构变形耦合映射关系；(6) 高铁采空区地基动力响应特性；(7) 降雨与动荷载耦合作用采空区地基累积变形机理等。本书可供从事与高铁穿越采空区场地相关的铁道工程、岩土工程、交通工程、采矿工程以及建筑地基与基础工程等设计、施工、监测的工程技术人员参考使用，同时，也可作为大学师生和科研院所相关人员的参考书。

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.2.1高铁穿越煤矿采空区勘察技术研究

1.2.2煤层开采地表变形与沉降规律研究

1.2.3采空区地基及路基的动力响应特征研究

1.2.4高铁下伏采空区地基累积变形机理研究

1.2.5采空区地基与高铁轨道结构耦合变形对应关系

1.2.6采空区地基沉降预测模型建立及其稳定性评价

1.3本书主要研究内容

第2章贵南高铁采空区特征勘察

2.1工程概况

2.1.1地形地貌与地质构造

2.1.2气候条件与水文地质

2.1.3土体胀缩性与地震效应评价

2.1.4煤矿开采利用情况与采空区特征调研

2.2采空区钻探勘察

2.2.1钻探方法

2.2.2钻孔布置

2.2.3钻探结果分析

2.3采空区物探勘察

2.3.1物探方法选取

2.3.2物探测线布置

2.3.3物探数据处理

2.4钻探结果与物探结果对比分析

第3章软岩地层物理力学特性试验

3.1岩土体物理力学性能试验

3.1.1单轴压缩试验

3.1.2侧向约束膨胀试验

3.1.3崩解试验

3.1.4劈裂试验

3.1.5抗剪试验

3.1.6声波测定试验

3.2软岩黏土矿物成分及结构特征

3.2.1X射线衍射试验

3.2.2电镜扫描试验

3.3岩土层物理力学指标及围岩分类评价

3.3.1物理力学指标

3.3.2围岩分类评价

第4章采空区地表变形及考虑断层效应的采空区场地稳定性

4.1贵南高铁采空区场地地表移动与变形

4.1.1开采沉陷预计系统

4.1.2计算范围选取

4.1.3计算参数确定

4.1.4计算结果分析

4.2煤层开采后地表变形与沉降规律分析

4.2.1数值模拟方法

4.2.2计算模型构建

4.2.3模拟结果分析

4.3考虑断层效应的采空区场地稳定性分析

4.3.1有限元模型构建

4.3.2高铁动荷载施加

4.3.3动力特性分析

4.3.4沉降变形分析

第5章基于PSP-InSAR高铁下伏老采空区稳定性监测分析

5.1PSP-InSAR测量技术及优势

5.1.1InSAR测量技术的原理

5.1.2传统InSAR形变测量法

5.1.3PS-InSAR形变测量方法

5.1.4PSP-InSAR形变测量方法

5.2PSP-InSAR监测结果分析

5.3采煤沉陷区已有建筑物变形调查

5.4采空区地表残余变形分析

第6章采空区场地高铁地基缩尺模型的尺寸效应分析

6.1工程概况

6.1.1太焦高铁概况

6.1.2矿山采空区情况

6.1.3工程地质条件

6.1.4高铁下伏采空区地基适宜性判别

6.2高铁地基能量衰减应力波分析与表征

6.2.1能量衰减应力波解析表征

6.2.2土层界面能量波衰减规律

6.2.3数值模拟验证分析

6.3高铁地基能量衰减与尺寸效应关联分析

6.3.1构建数值计算模型

6.3.2不同条件下均质地基能量衰减与尺寸效应分析

6.3.3层状地基土层界面的能量反射与尺寸效应分析

6.4高铁地基能量衰减与尺寸效应试验验证分析

6.4.1缩尺模型相似原理

6.4.2室内模型试验设计

6.4.3室内模型试验验证

第7章采空区地基与轨道结构耦合变形对应关系

7.1考虑地基沉降的轨道—路基系统力学模型

7.1.1地基与轨道系统耦合变形力学模型

7.1.2地基短梁路基的倾斜变形计算分析

7.2采空区地基与轨道结构变形对应关系计算模型

7.2.1地基—路基—轨道数值模型

7.2.2高铁移动荷载施加

7.2.3计算模型的边界条件

7.2.4路基—轨道层间接触

7.3采空区地基沉降与轨道结构变形对应关系

7.3.1地基不均匀沉降对轨道结构变形影响分析

7.3.2不均匀沉降对路基与轨道间离层影响分析

7.3.3不同工况条件下轨道结构变形时空效应分析

第8章高铁下伏采空区地基动力响应特性数值计算分析

8.1高铁动荷载波形加载设计方法

8.2高铁下伏采空区地基压力分布特征

8.2.1构建有限元计算模型

8.2.2采空区地基压力分布特征分析

8.3高铁下伏采空区地基动力学响应特性分析

8.3.1动位移分布特征分析

8.3.2加速度分布及衰减规律分析

8.3.3动应力分布及影响因素分析

8.4采空区地基动应力与累积变形

8.4.1采空区地基累积变形特征分析

8.4.2采空区地基动应力与累积变形关联分析

第9章高铁下伏采空区地基动力响应特性相似模型试验

9.1相似模型试验台及加载系统

9.2相似模型试验设计

9.2.1相似条件设计

9.2.2相似材料的力学特性及配比

9.2.3建立物理模型

9.2.4动力加载系统

9.2.5监测点布置及数据采集

9.3采空区地基动应力分布特征分析

9.3.1不同列车轴重下采空区地基动应力分布特征分析

9.3.2不同加载频率下采空区地基动应力分布特征分析

9.4采空区地基振动加速度分布及频响特征分析

9.4.1采空区地基振动加速度分布特征分析

9.4.2采空区地基加速度响应特性频域分析

第10章不同工况条件下高铁采空区地基累积变形机理

10.1高铁下伏采空区地基岩层结构特征

10.1.1采空区地基结构稳定性分析

10.1.2采空区断裂岩层稳定性分析

10.2相似模型试验变形监测系统

10.3高铁下伏采空区地基累积变形特征

10.3.1采空区地基结构演化特征分析

10.3.2采空区地基累积变形规律分析

10.4降雨与动荷载耦合作用下采空区地基变形特征

10.4.1降雨装置模拟及布置

10.4.2降雨与动荷载耦合作用下采空区地基结构演化特征分析

10.4.3降雨与动荷载耦合作用下采空区地基累积变形机理

参考文献