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第1章 绪论 1

1.1 盾构隧道开挖灾变机理研究 1

1.2 流固耦合模型及其在隧道工程中的应用研究 7

1.3 砂卵石地层盾构隧道施工研究 9

1.4 隧道穿越敏感环境主动控制方法和技术 13

1.5 本书研究的主要内容 15

第2章 盾构隧道开挖面灾变机理研究 17

2.1 大直径盾构隧道开挖面灾变机理与模型研究 17

2.1.1 “牛角状”三维盾构隧道开挖面破坏模型 19

2.1.2 “牛角状”三维破坏模型上限法计算 20

2.1.3 “牛角状”三维破坏模型计算结果分析 22

2.1.4 多块体三维盾构隧道开挖面破坏模型 25

2.1.5 多块体三维破坏模型上限法推导 27

2.1.6 多块体三维破坏模型计算结果分析 28

2.2 砂-黏复合地层大直径盾构隧道开挖面坍塌破坏试验研究 32

2.1.1 砂-黏复合地层基本力学特性大型三轴试验 32

2.2.2 砂-黏复合地层盾构隧道开挖面稳定性模型试验 40

2.3 砂-黏复合地层盾构隧道开挖面稳定性数值分析 67

2.3.1 土压平衡盾构隧道施工力学过程的数值实现 67

2.3.2 开挖面支护力形式和极限支护力的确定 70

2.3.3 大直径盾构与常规盾构开挖面稳定性对比分析 71

2.3.4 大直径盾构开挖面稳定性分析 76

2.4 大直径盾构隧道工程实例 106

2.4.1 工程概况 106

2.4.2 数值模型及材料参数 109

2.4.3 数值计算结果与实测结果分析 110

2.5 双圆盾构隧道开挖面三维破坏理论分析 113

2.5.1 双圆盾构开挖面三维坍塌破坏模型 114

2.5.2 上限法推导 116

2.5.3 计算结果分析 118

2.6 双圆盾构隧道开挖面破坏数值分析 119

2.6.1 数值建模 120

2.6.2 数值结果分析 120

2.7 双圆盾构隧道工程实例 125

2.7.1 工程概况 125

2.7.2 双圆盾构隧道施工力学行为数值模拟 126

2.7.3 材料参数及三维模型 127

2.7.4 数值结果与实测数据对比分析 128

2.8 本章小结 131

第3章 流固耦合模型与工程数值模拟 134

3.1 富水地区盾构工法隧道的流固耦合模型及其工程应用 134

3.1.1 Biot固结理论 134

3.1.2 盾构区间隧道流固耦合分析案例一 137

3.1.3 盾构区间隧道流固耦合分析案例二 141

3.2 基于蠕变流固耦合数学模型研究地面长期沉降 149

3.2.1 蠕变流固耦合模型 149

3.2.2 日晖港内隧道施工引起长期沉降数值模拟分析 160

3.3 本章小结 175

第4章 砂卵石地层盾构隧道施工分析 176

4.1 地表无超载时盾构施工过程数值模拟及分析 176

4.1.1 常用沉降分布计算公式 176

4.1.2 数值模拟的施工过程模型建立 178

4.1.3 数值模拟计算结果 181

4.1.4 PFC2D二维颗粒流程序的模拟分析 228

4.2 盾构隧道穿越建筑物基础的数值模拟及分析 234

4.2.1 工程特点及难点 234

4.2.2 拟穿越建筑物的桩基承载力分析 235

4.2.3 盾构正下方穿越建筑物桩基数值分析 237

4.2.4 盾构斜穿建筑物基础的数值分析 240

4.3 盾构隧道穿越铁路轨道的数值模拟及分析 250

4.3.1 工程特点及难点 250

4.3.2 数值模型的建立 251

4.3.3 数值计算结果分析 252

4.4 本章小结 258

第5章 盾构隧道穿越敏感环境主动控制方法和技术 260

5.1 地下工程下穿越施工微扰动控制原理 260

5.2 盾构穿越既有建筑扰动控制方法与工程实践 261

5.2.1 建筑安全评估的方法和准则 261

5.2.2 考虑建筑既有变形的盾构穿越施工扰动变形控制标准 266

5.2.3 上海轨道交通11号线工程实例 268

5.3 大型泥水平衡盾构平行穿越已有隧道技术 283

5.3.1 打浦路隧道复线工程简介 283

5.3.2 穿越前准备工作 287

5.3.3 穿越中技术措施 292

5.3.4 后期措施 297

5.3.5 施工效果 298

5.4 大型泥水平衡盾构超小半径平曲段施工技术 301

5.4.1 施工概述 301

5.4.2 前期准备工作 302

5.4.3 过程技术控制措施 311

5.4.4 实施效果 314

5.5 长距离下穿老旧污水管线施工技术 319

5.5.1 施工情况概述 319

5.5.2 施工监测 322

5.5.3 穿越中的技术措施 322

5.5.4 穿越后检查 323

5.5.5 数据分析 323

5.6 本章小结 324

参考文献 328