作為基礎工程，隧道工程是鐵路工程、特別是高速鐵路的重要組成部分。據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2020年底，中國鐵路運營鐵路隧道為16798座19630km，在建鐵路隧道2746座6083km，規(guī)劃鐵路隧道6395座16325km，這些隧道中包含大量長大及超長隧道。隨著建成通車隧道的增多及列車速度的提高，列車通過隧道時誘發(fā)的空氣動力學問題成為了制約高速鐵路發(fā)展關鍵因素之一。
我國于1995年在山西南同蒲線進行了首次隧道氣動效應試驗，初步掌握了隧道內(nèi)壓力波的產(chǎn)生及傳播規(guī)律，為今后的理論分析和縮尺模型提供了實測數(shù)據(jù)依據(jù)。進入21世紀后，我國在氣動效應相關領域取得了長足進展，先后結合合武、石太、武廣、京滬等高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試及綜合試驗開展了大量隧道氣動效應相關研究，并取得了一系列研究成果，為我國高速鐵路提供了相應的技術支持。本書通過對武廣、京滬、鄭西等幾十條高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試及綜合試驗海量數(shù)據(jù)的挖掘，并結合仿真計算，系統(tǒng)闡述了列車高速通過隧道時影響氣動效應主要因素及其對隧道凈空面積、線間距、附屬設施等的影響，提出了隧道空氣動力學效應在高速鐵路隧道工程中的運用與實踐，本書成果可為我國高速鐵路隧道的設計及建設提供參考。
全書共分9章：第1章論述了目前隧道氣動效應在國內(nèi)外的研究進展及涉及的科學問題；第2章介紹了隧道空氣動力學相關研究方法，包括理論分析、實車試驗、模型試驗和有限元仿真計算等；第3章分析了影響隧道氣動效應的主要因素及相關參數(shù)計算方法、評判標準等；第4章主要對國內(nèi)外高速鐵路線間距進行了對比分析，介紹了我國鐵路線間距的確定方法，分析了線間距對列車動力學性能的影響；第5章從實車試驗和數(shù)值仿真兩方面分析了隧道內(nèi)設置套襯導致隧道凈空斷面突變對隧道氣動效應的影響；第6章總結了世界各國鐵路隧道凈空面積現(xiàn)狀，提出了不同速度高速鐵路隧道凈空斷面積優(yōu)化的建議；第7章分析了海拔變化對隧道氣動效應的影響；第8章介紹了地下車站氣動效應的研究現(xiàn)狀、機理，分析了屏蔽門系統(tǒng)和泄壓井對地下車站氣動效應的影響；第9章分析了附屬設施氣動荷載的影響因素，給出了附屬設施氣動荷載分布規(guī)律。
本書由柳墩利總策劃并組織撰寫、統(tǒng)稿，馬偉斌主審，主要撰寫人員包括馬偉斌、程愛君、方雨菲、郭小雄、鄭澤福、王辰。在本書撰寫過程中，得到了多方面的支持和幫助。鐵科院集團公司趙有明研究員、龔增進研究員、韓自力研究員、劉艷青研究員、張千里研究員、趙欣欣研究員、郭湛研究員，中鐵西南院吳劍教授級高工提出了許多寶貴的意見；交通運輸行業(yè)高層次人才培養(yǎng)項目對本書進行了資助，在此一并致以誠摯的謝意！特別感謝國家鐵路局工程質(zhì)量監(jiān)督中心和中國鐵道出版社有限公司為本書出版付出的努力!本書引用了鐵科院集團公司有關高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試以及相關科研項目的研究成果、國內(nèi)外同行和參考文獻中的部分研究成果，在此對所有資料提供者和原創(chuàng)者表示感謝！
鑒于作者水平有限，本書不當之處在所難免，敬請讀者不吝賜教，以利改正。