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排水管道改造中的結構彈性(從理論到實踐)

  • 作者：(日)師自海//渡邊志津男//小川健一//久保肇|責編:林俐|譯者:王殿常//李瑋//謝向向//賈寧
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：9787122467225
  • 出版日期：2025/06/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：360
人民幣：RMB 138 元      售價：元
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內容大鋼
    城市排水系統的健康關係到城市更新、可持續發展等重要內容。隨著城市化進程和氣候變化風險加劇，城市排水管道老化、功能退化、應對突發情況能力不足等問題逐漸凸顯，城市排水管道的結構彈性備受關注。本書從彈性理論出發，介紹了排水管道改造過程中，如何將彈性理論應用於工程實踐，通過技術創新提升管道的結構彈性。結合具體案例，對比評估了改造後排水管道的性能和對災害的抵抗能力。
    本書適合排水管道設計、建設、修復等專業領域人員閱讀，也可供高等院校相關專業師生教學參考。
作者介紹
(日)師自海//渡邊志津男//小川健一//久保肇|責編:林俐|譯者:王殿常//李瑋//謝向向//賈寧
目錄
1  引言
  1.1  彈性研究綜述
    1.1.1  受自然界啟發的彈性方法
    1.1.2  系統和系統環境
    1.1.3  變化和干擾的破壞性能量
    1.1.4  彈性的本質
    1.1.5  彈性的量化
  1.2  福島第一核電站核事故的教訓
    1.2.1  福島第一核電站核事故
    1.2.2  根本原因分析
    1.2.3  經驗教訓
  1.3  東京排水管道改造過程中的結構彈性構建
    1.3.1  排水管道老化及排水管道系統改造
    1.3.2  老舊排水管道改造設計中的半複合管概念
    1.3.3  通過排水管道改造構建彈性系統
  1.4  本書的主要特點
  參考文獻
2  彈性理論及其數學概論
  2.1  社會生態系統中的彈性理論和實踐
    2.1.1  彈性方法
    2.1.2  原則1，保持多樣性和冗余性
    2.1.3  原則2，管理連通性
    2.1.4  原則3，管理慢變數和反饋
    2.1.5  原則4，培養複雜自適應系統思維
    2.1.6  原則5，鼓勵學習
    2.1.7  原則6，拓寬參與度
    2.1.8  原則7，推進多中心治理
    2.1.9  總結
  參考文獻
  2.2  社會技術系統中的彈性理論與實踐
    2.2.1  彈性方法
    2.2.2  處理實際情況：響應
    2.2.3  處理關鍵問題：監測
    2.2.4  處理潛在問題：預期
    2.2.5  處理現實問題：學習
    2.2.6  彈性的本質是什麼
  參考文獻
  2.3  電腦系統中的彈性理論與實踐
    2.3.1  新出現的挑戰
    2.3.2  彈性方法
    2.3.3  輻射對電子設備的影響
    2.3.4  故障處理中的冗余性
    2.3.5  具有增強抗干擾能力的容錯系統
    2.3.6  支持彈性的硬體和軟體系統
  參考文獻
  2.4  彈性理論的數學概括和非線性動力學行為的兩步解
    2.4.1  彈性的數學定義
    2.4.2  非線性動力學行為的廣義兩步解
  參考文獻
3  彈性評估方法和圖論基礎

  3.1  基於性能的彈性評估方法
    3.1.1  基於性能的彈性指標和彈性三角形
    3.1.2  彈性表示為系統性能恢復與損失的比率
    3.1.3  彈性三角形和影響函數的重新定義
  3.2  圖論的基本概念
    3.2.1  圖的定義和基本性質
    3.2.2  矩陣表示
    3.2.3  圖的類型
  3.3  圖論的實際應用
    3.3.1  尋找最短路徑
    3.3.2  最優圖的遍歷
    3.3.3  最小生成樹
  參考文獻
  圖論中使用的符號
4  日本為增強社會基礎設施彈性所做的努力
  4.1  日本基礎設施的發展歷史
    4.1.1  戰後70年的基礎設施發展
    4.1.2  排水管道建設和改造的歷史
  4.2  日本基礎設施面臨的挑戰
    4.2.1  惡劣的自然條件
    4.2.2  老化的基礎設施
    4.2.3  人口減少
    4.2.4  經濟衰退和國際競爭加劇
    4.2.5  日益嚴格的財政限制
  4.3  日本為增強基礎設施彈性採取的最新措施
    4.3.1  《國土強韌化基本法》的原則
    4.3.2  《國土強韌化基本法》的政策
    4.3.3  東京採取的彈性增強措施
  參考文獻
5  東京排水管道改造和彈性增強措施
  5.1  東京排水管道系統概述
    5.1.1  排水管道項目的起源
    5.1.2  排水管道改造工程啟動
    5.1.3  災后恢復和排水管道項目
    5.1.4  東京及其排水管道系統的擴張
    5.1.5  戰後恢復和排水管道項目的全面實施
    5.1.6  城市問題和排水管道服務的新趨勢
    5.1.7  排水管道管理中的石油危機和財務困難
    5.1.8  實現100%覆蓋率目標的排水管道改造
    5.1.9  排水管道項目實施的多方面舉措
  5.2  維護和修復措施
    5.2.1  排水管道改造
    5.2.2  再生水中心和泵站的改造
  5.3  內澇防治措施
    5.3.1  現狀與挑戰
    5.3.2  今後的任務
    5.3.3  《管理計劃》中的主要工作
  5.4  抗震措施
    5.4.1  現狀與挑戰
    5.4.2  今後的任務

    5.4.3  《管理計劃》中的主要工作
  5.5  水環境改善
    5.5.1  現狀與挑戰
    5.5.2  今後的任務
    5.5.3  《管理計劃》中的主要工作
    5.5.4  迄今為止取得的成效
  5.6  減少環境負荷
    5.6.1  污水深度處理
    5.6.2  污泥處理
  5.7  危機管理
    5.7.1  建立或加強緊急恢復準備工作，以確保排水管道系統正常運行
    5.7.2  與市政當局合作加強防災措施
    5.7.3  加強風險溝通，以更好應對災害
  5.8  以遠見卓識、科學管理、迅速行動來增強彈性
  參考文獻
6  通過技術創新提高排水管道改造的結構彈性
  6.1  排水管道老化問題及彈性增強措施概述
    6.1.1  排水管道老化問題
    6.1.2  排水管道彈性措施的概念
  6.2  排水管道資產管理
    6.2.1  資產管理辦法
    6.2.2  與資產管理相關的登記系統概述
  6.3  存量排水管道的健全性評估方法
    6.3.1  技術開發背景
    6.3.2  新開發的系統
  6.4  存量排水管道的可用性評估
  6.5  排水管道修復
    6.5.1  排水管道修復的必要性
    6.5.2  排水管道修復方法分類
    6.5.3  修復方法類型
  6.6  排水管道修復（SPR）方法的發展
    6.6.1  什麼是「SPR方法」
    6.6.2  排水管道修復型材研發
    6.6.3  排水管道修復方法的發展歷史
    6.6.4  排水管道修復方法施工程序
    6.6.5  老化排水管道的材料強度調查
    6.6.6  排水管道修復所需的原有管道調查
  6.7  通過技術創新提高排水管道系統的結構彈性
  參考文獻
7  排水管道改造的結構分析理論與試驗研究
  7.1  引言
  7.2  規範要求解析
    7.2.1  採用複合管法改造排水管道的指南綱要
    7.2.2  複合結構構件的基本規範要求
  7.3  排水管道修復的試驗研究
    7.3.1  承載能力的斷裂試驗
    7.3.2  結構元素測試
  7.4  半複合管模型和基於斷裂力學的材料建模
    7.4.1  無張力界面模型
    7.4.2  材料建模

  7.5  基於彌散裂紋法的修復後排水管道開裂的數值分析
    7.5.1  案例選擇
    7.5.2  矩形管的數值結果
    7.5.3  圓形管的數值結果
    7.5.4  小結
  7.6  基於離散裂紋法的修復后檢查井的開裂行為的數值分析
    7.6.1  案例設置
    7.6.2  檢查井試樣的數值結果
    7.6.3  小結
  7.7  地下水壓力下底拱襯裡的屈曲理論
    7.7.1  地下水壓力下底拱襯裡的屈曲
    7.7.2  驗證研究
    7.7.3  屈曲設計
  7.8  建立具備強度冗余的結構彈性
附錄
  附錄7.A  使用正割彈性模量進行應變軟化的局部彌散裂紋模型
  附錄7.B  用於Ⅰ型開裂的EFCM公式
  附錄7.C  底拱襯裡的屈曲方程推導
  參考文獻
8  基於性能的老舊排水管道改造設計
  8.1  基於性能設計提高結構彈性
  8.2  排水管道改造的性能要求
    8.2.1  性能驗證的基本概念
    8.2.2  排水管道改造修復的性能要求
  8.3  正常載荷下的性能驗證
    8.3.1  正常使用極限狀態驗證
    8.3.2  承載能力極限狀態驗證
    8.3.3  安全係數
    8.3.4  設計載荷
    8.3.5  非線性結構分析
    8.3.6  載荷係數性能評估
  8.4  地震載荷下的性能驗證
    8.4.1  抗震性能要求驗證標準
    8.4.2  正常使用極限狀態驗證
    8.4.3  承載能力極限狀態驗證
    8.4.4  安全係數
    8.4.5  驗證所用的分析方法
    8.4.6  基於非線性動力分析的抗震驗證
  8.5  排水管道修復后抗震性能的試驗驗證
    8.5.1  抗震驗證試驗
    8.5.2  型材拉拔試驗
  8.6  輔助設計軟體的開發
    8.6.1  基本功能
    8.6.2  運行任務
  8.7  設計案例研究
    8.7.1  結構分析的確定條件
    8.7.2  正常和地震載荷條件下的安全驗證
    8.7.3  底板局部屈曲的安全驗證
    8.7.4  確定修復條件
  參考文獻

9  排水管道系統的結構彈性
  9.1  結構彈性理論
    9.1.1  結構損傷能量
    9.1.2  定義結構彈性
  9.2  某排水管道震后應急恢復的結構彈性評價
    9.2.1  排水管道系統應急修復的基本考慮因素
    9.2.2  關鍵路徑法
    9.2.3  排水管道應急修復期間結構彈性與影響指標評價
  9.3  基於兩個經典圖論問題的震後路網應急行動
  9.4  兩個彈性定義之間的關係
  9.5  關於結構彈性理論和複雜社會基礎設施系統的總結
    9.5.1  彈性增強的四項原則
    9.5.2  受變化和干擾影響的複雜社會基礎設施系統的安全性評價
    9.5.3  結構彈性理論的含義
  參考文獻
10  不同國家的排水管道修復改造工程
  10.1  日本排水管道改造項目概述
    10.1.1  日本管道建設現狀
    10.1.2  管道設施的抗震加固
    10.1.3  管道修復技術
    10.1.4  SPR技術
  10.2  老舊排水管道和非排水管道修復工程
    10.2.1  小管徑管道修復
    10.2.2  大管徑管道修復
    10.2.3  非圓形管道修復
    10.2.4  非排水管道修復
  10.3  檢查井抗震加固實例
    10.3.1  柔性結構法
    10.3.2  超孔隙水壓力消散法
  10.4  后評估調查
    10.4.1  施工后的長期調查
    10.4.2  震后調查
  10.5  其他國家的排水管道修復項目
    10.5.1  項目背景
    10.5.2  SPR方法的廣泛應用
  10.6  其他國家的排水管道修復案例研究
    10.6.1  案例1：法國歐博訥
    10.6.2  案例2：德國安斯巴赫
    10.6.3  其他案例
附錄
  附錄10.A  來自宮城縣東武污水處理辦公室的當地政府報告：東日本大地震中經抗震加固的排水管道的性能
  參考文獻
致謝

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