2025.09

北京工业大学—杜修力

地下开发兴盛

地下空间的开发利用是城市建设重要的发展方向，对扩大城市空间、实现城市集约化发展意义重大。国际上已将交通、商业、市政和仓储等基础设施工程广泛建于地下，极大地拓展了城市的功能空间，提高了运行效率。我国目前正处于城市地下工程建设的快速发展期，正在建设和规划建设的规模、速度均居世界首位。以地铁建设为例，截至 2024 年 6 月，我国内地已有 41 座城市建成地铁线路，运营里程达 8689.51km，其中，上海和北京分别以 795.37km 和 760.79km 的地铁线路位居全球城市前两位，且结构型式呈现大型、复杂化特征。

地下抗震觉醒

长期以来，工程和学术界认为地下结构的抗震安全性能高于地上结构的抗震安全性能，因此，在相当一段时期内，地下结构的抗震研究并未受到足够的重视，包括美、日等结构抗震科技水平较高的国家对大多数地下结构也没有考虑抗震设计要求，导致其抗震分析理论与设计方法研究成果缺乏。近几十年来，在世界范围内发生了多次强地震造成地下结构震害的实例，尤其是 1995 年日本阪神大地震中大范围地铁地下结构遭遇了地震破坏，甚至出现大开地铁车站完全塌毁的震害事例，从而引起了世界范围内地震工程专家和工程师们对地下结构抗震问题的关注。与地上结构不同，地下结构的地震反应受到周围岩土介质约束，结构惯性力不再是主要影响因素，地震作用下的场地变形和土-结构动力相互作用效应影响成为了影响地下结构地震反应的主要因素，这给结构抗震减震设计带来了新的问题和挑战。

著书背景历程

作者于 2000 年开始从事地下结构抗震研究，在地下结构地震反应影响因素及规律、损伤破坏模拟模型和方法、破坏机理与失效模式、抗震评价性能分析、简化抗震设计方法、减震控制设计原理和方法以及技术与应用等方面取得了较为系统的成果。作为国家自然科学基金重大研究计划“重大工程的动力灾变”集成项目的负责人，作者也曾承诺要完成一本有关地下结构抗震方面的著作，于是，2014年开始写作此书，经多次调整写作大纲，数次修改书稿，2017 年初完稿，并申请获得了国家科学技术学术著作出版基金资助。考虑到近期的一些工作进展，后又经数次修改补充内容，于 2024 年最终定稿。

全书内容概览

全书共 13 章，内容包括地下结构的抗震研究概况和结构抗、减震设计的一些相关的基本理论与分析方法，土 - 地下结构体系非线性地震反应数值模拟理论与方法，土 - 地下结构体系地震反应模型试验方法与技术，地下结构地震反应特征及参数影响分析，地下结构地震破坏机理与失效模式分析，地下结构抗震性能评价，地下结构减震控制，地下结构抗震设计简化分析方法和装配式地下结构抗震等内容。各章内容相互联系和贯通、有机结合，既强调了场地土介质的非线性特征和土 - 结构非线性动力相互作用效应影响研究，又重视了结构构件的抗震力学性能分析，在模型试验、数值模拟和震害的对比验证研究方面也有一定特色。此外，本书除十分重视场地土 - 地下结构体系地震非线性反应的数值模拟模型和方法介绍外，对地下结构的简化分析方法介绍也非常重视，单章做了较系统的介绍。为方便读者对系统知识的了解，本书第 2 章和第 3 章的内容是在作者所著《工程波动理论与方法》(科学出版社) 一书中的相关内容基础上减缩而成。

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作者简介

杜修力教授、博士生导师、中国工程院院士、地震工程专家、土木工程学科带头人。国家杰出青年科学家基金获得者，教育部“长江学者”特聘教授，国家自然科学基金创新群体带头人，桥梁工程安全与韧性全国重点实验室主任，中华人民共和国水利部技术委员会委员，中国土木工程学会常务理事，中国地震学会常务理事，中国公路学会专家委员会委员等学术职务。荣获“全国先进工作者”“全国优秀科技工作者”等称号，领衔的教师团队入选全国高校黄大年式教师团队。

杜修力教授于1990年博士毕业于中国地震局工程力学研究所，1996年破格晋升为教授级高级工程师，2001年调入北京工业大学任教。长期以来，杜修力教授一直在一线从事教学科研工作，长期致力于工程抗震研究及工程实践，在结构-地基-围埋土体耦合抗震领域作出了重大贡献。