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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 管土相互作用 3

1.2.2 单顶管施工引起的土体变形计算方法 6

1.2.3 平行顶管施工相互作用及地面变形计算 17

1.2.4 工作井土体反力计算方法 19

1.2.5 顶管施工对邻近构筑物的影响分析 22

1.3 目前存在的问题 25

参考文献 26

第2章 顶管施工中管土相互作用的理论分析 33

2.1 顶管施工引起的土体扰动理论分析 33

2.1.1 受扰动土体分区 33

2.1.2 顶管施工扰动机理分析 34

2.1.3 扰动区土体应力状态变化 36

2.1.4 扰动区土体性质变化 37

2.1.5 扰动范围的确定 37

2.2 砂性土中开挖面最小支护压力计算 39

2.2.1 楔形体计算模型及其不足之处 39

2.2.2 修正公式 43

2.2.3 算例分析 46

2.3 长距离顶管注浆减摩作用机理分析 48

2.3.1 注浆材料及性能 48

2.3.2 注浆的作用与机理 48

2.3.3 注浆对土层移动的影响 52

2.4 长距离顶管管道失稳分析 53

2.4.1 长距离直线顶管管道的失稳分析 53

2.4.2 传统曲线顶管管道的失稳分析 56

2.4.3 算例分析 61

2.4.4 防止管道失稳的控制措施 62

2.5 本章小结 63

参考文献 64

第3章 顶管施工中管土相互作用的现场试验研究 67

3.1 引言 67

3.2 顶管施工中管道受力性能的现场试验研究 68

3.2.1 工程概况 68

3.2.2 试验内容及布置 69

3.2.3 试验结果分析 71

3.3 顶管施工引起的土体扰动现场试验研究 76

3.3.1 工程概况 76

3.3.2 试验内容及布置 78

3.3.3 试验结果整理及分析 79

3.4 本章小结 86

参考文献 86

第4章 顶管施工引起的土体变形规律及计算方法 88

4.1 顶管施工引起土体变形原因及机理 88

4.1.1 顶管施工产生土体变形的原因 88

4.1.2 地面变形机理 89

4.1.3 地面变形影响因素 90

4.2 单顶管施工引起土体变形的现场监测及分析 91

4.2.1 36＃～37＃顶管段地面变形试验研究 91

4.2.2 24＃试验段地面变形试验研究 94

4.2.3 土压平衡式顶管引起的深层土体移动试验研究 97

4.2.4 手掘式顶管引起的深层土体移动试验研究 101

4.2.5 泥水平衡式顶管引起的深层土体移动试验研究 103

4.2.6 深层土体移动影响因素探讨 104

4.3 单顶管施工引起土体变形的计算方法 106

4.3.1 正面附加推力引起的土体变形计算公式 106

4.3.2 掘进机与土体之间的摩擦力引起的土体变形计算公式 108

4.3.3 后续管道与土体之间的摩擦力引起的土体变形计算公式 110

4.3.4 土体损失引起的土体变形计算方法 112

4.3.5 顶管施工引起的总土体变形计算方法 120

4.4 水平平行顶管施工引起的地面变形规律及计算方法 121

4.4.1 工程实例 121

4.4.2 水平平行顶管施工引起的地面变形计算方法 126

4.5 本章小结 130

参考文献 131

第5章 顶管施工对邻近构筑物影响分析 135

5.1 顶管施工引起的土体附加应力计算 135

5.1.1 正面附加推力引起的附加应力 135

5.1.2 掘进机与土体之间的摩擦力引起的附加应力 137

5.1.3 后续管道与土体之间的摩擦力引起的附加应力 138

5.1.4 土体损失引起的竖向（z方向）附加应力 139

5.1.5 共同作用引起的附加应力 140

5.2 顶管施工对邻近地下管线影响分析 140

5.2.1 有限元模拟 140

5.2.2 顶管施工在邻近地下管线上引起的附加荷载分析 149

5.2.3 顶管施工引起邻近地下管线的受力及变形计算 154

5.3 顶管施工在邻近桩基上引起的附加荷载分析 163

5.3.1 力学模型及假定 163

5.3.2 算例分析 164

5.4 顶管施工在邻近平行顶管管道上引起的附加荷载分析 167

5.4.1 力学模型及假定 167

5.4.2 算例分析 168

5.5 本章小结 172

参考文献 173

第6章 顶管工作井设计及土体反力计算 175

6.1 沉井工作井 176

6.1.1 圆形沉井工作井土体反力计算 176

6.1.2 矩形沉井工作井允许顶力经验计算公式 182

6.1.3 矩形沉井工作井后背土体反力的理论计算公式 189

6.2 SMW工法工作井 194

6.2.1 圆形SMW工法工作井土体反力计算 194

6.2.2 矩形SMW工法工作井土体反力计算 201

6.3 钻孔灌注桩加止水帷幕工作井 207

6.3.1 工程实例 207

6.3.2 有限元模拟分析 209

6.4 本章小结 211

参考文献 213

第7章 顶管施工中顶力计算方法探讨 215

7.1 顶力影响因素分析 215

7.2 顶力计算公式 217

7.2.1 现有顶力计算公式不足之处 217

7.2.2 整理后的顶力计算公式 218

7.2.3 算例分析 222

7.3 本章小结 233

参考文献 234

第8章 顶管法施工经济性分析 235

8.1 顶管工程费用计算 235

8.2 顶管法与开槽埋管和盾构法的比较 240

8.2.1 采用盾构法掘进工程造价计算 240

8.2.2 采用开槽埋管工程造价计算 241

8.2.3 顶管与开槽埋管的经济分析比较 241

8.3 工程决策过程 246

8.4 本章小结 247

参考文献 247

附录 弹性半无限体内作用水平集中力的Mindlin解 248