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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