第一章 绪论 1
1-1工程建设面临的岩土工程问题 1
1-2岩土工程的信息化施工和安全性的预报 8
1-2-1岩土工程的信息化施工 8
1-2-2岩土工程安全性的预报 10
1-3岩土工程的信息化设计与安全性的控制 11
1-3-1岩土工程的信息化设计 11
1-3-2岩土工程安全性的控制 13
1-4反演理论的研究及其在工程应用中的发展 13
1-5本书主要内容 15
参考文献 17
第二章 基坑工程变形的动态预报及其安全性的控制 18
2-1概述 18
2-2计算模型与时空效应的模拟 19
2-2-1围护结构受力变形分析的弹性地基梁法 20
2-2-2围护结构与周围地层受力变形分析的二维平面应变问题有限元方法 24
2-2-3围护结构受力变形分析的黏弹性地基厚板理论 26
2-3水土压力及土体性态参数确定的反分析方法 40
2-3-1弹性地基梁法的参数 40
2-3-2二维平面应变问题分析的有限元方法的参数 41
2-3-3黏弹性地基厚板理论的模型参数 42
2-4量测数据趋势项的提取 43
2-5基坑工程变形的动态预报及安全性的判别 44
2-5-1动态预报过程 44
2-5-2基坑工程安全性的判别 48
2-6基坑工程监测方案的优化与安全性的控制 54
2-6-1基坑工程施工监测的优化方案 54
2-6-2基坑工程安全性的控制 57
2-7工程应用实例 60
2-7-1弹性地基梁模型 60
2-7-2二维平面应变问题有限元分析模型 64
2-7-3黏弹性地基厚板理论模型 78
参考文献 85
第三章 盾构隧道的设计和安全性的预报与控制 86
3-1概述 86
3-2盾构隧道的设计计算模型 87
3-2-1盾构隧道设计计算方法的进展 87
3-2-2惯用设计法 88
3-2-3修正惯用法 93
3-2-4梁-接头变形连续法 94
3-2-5梁-接头变形不连续法 98
3-2-6管片环间纵向剪切模型 101
3-2-7地层抗力与接头刚度非对称性的模拟 101
3-2-8考虑施工荷载的衬砌结构设计方法 103
3-3盾构隧道施工过程的动态模拟 105
3-3-1概述 105
3-3-2初始地应力的计算 107
3-3-3开挖释放力的计算 107
3-3-4地层弹塑性模型和Goodman接触模型 108
3-3-5盾构隧道的施工阶段 109
3-3-6施工阶段的动态有限元模拟 110
3-4大直径近间距双线越江盾构隧道施工相互影响规律和控制技术 111
3-4-1概述 111
3-4-2近间距盾构隧道施工相互影响规律的研究方法 113
3-4-3近间距双线盾构隧道施工相互影响的控制技术 115
3-5基于荷载-结构法的荷载反分析技术 119
3-6基于地层-结构法的地层参数反分析技术 121
3-7工程实例 122
3-7-1惯用设计法计算实例 122
3-7-2梁-接头变形连续模型法计算实例 129
3-7-3考虑注浆施工荷载工况组合的设计计算 130
3-7-4盾构隧道施工过程的模拟实例 132
3-7-5衬砌荷载反馈分析实例 140
3-8近间距双线盾构隧道施工相互影响分析实例 141
3-8-1概述 141
3-8-2现场监测 144
3-8-3数值计算与分析 150
3-9盾构隧道安全性预测与控制的研究 156
附录A释放荷载的计算方法 158
参考文献 159
第四章 顶管工程安全性监测和信息化施工 163
4-1概述 163
4-2管道顶进施工的计算模型 166
4-2-1管道纵向推顶力的检验 166
4-2-2管道顶进施工的有限元分析 167
4-2-3双线平行管道顶进施工的数值模拟 173
4-2-4顶管管道的弹性地基梁分析 174
4-3参数确定的反分析方法与安全性的预报 175
4-4顶管工程的监测、数据处理与安全性的控制 177
4-5工程应用实例 181
4-5-1大口径急曲线钢筋混凝土顶管的施工 181
4-5-2深埋钢筋混凝土双管近间距竖曲线顶管的工程 221
参考文献 271
第五章 公路软基沉降的监测和预报 273
5-1概述 273
5-2公路软基的地基处理技术与沉降量的计算方法 276
5-2-1公路软基的地基处理技术 276
5-2-2公路软基沉降量的计算方法 277
5-3确定参数的反分析方法 281
5-3-1概述 281
5-3-2优化反分析法 282
5-3-3神经网络模型 283
5-4公路软基沉降监测的要点 285
5-4-1现场观测项目 285
5-4-2观测断面与测点和仪表的布置 286
5-4-3观测方法与要求 286
5-4-4观测成果的整理与分析 287
5-4-5路基各施工阶段的变形控制标准 287
5-5芜宣路软基试验工程路基沉降的预测 289
5-5-1试验路段工程概况 289
5-5-2试验路段的地基加固方案 290
5-5-3监测断面的仪表布置及典型监测成果 292
5-5-4试验路一维沉降的沉降与控制 293
5-5-5试验路沉降的二维黏弹性预报 295
5-5-6芜宣路软基试验路段沉降的神经网络预测 302
5-5-7几种沉降预测方法结果的比较 308
参考文献 308
第六章 岩土工程问题的各向异性渗流耦合分析与安全性预报 310
6-1概述 310
6-1-1应力渗流耦合问题的分析方法 310
6-1-2渗流耦合问题研究的历史 311
6-1-3渗流耦合分析理论的分类 314
6-2渗流耦合分析的计算模型和控制参数 317
6-2-1应力场的基本方程 317
6-2-2渗流场的基本方程 317
6-2-3边界条件和初始条件 318
6-2-4应力（应变）张量和渗透系数的耦合关系 318
6-2-5各向异性渗流耦合分析的有限元方程 322
6-3各向异性软岩的渗透试验研究 332
6-3-1引言 332
6-3-2渗透系数的测试方法与原理 333
6-3-3试验种类与结果 336
6-3-4各向异性软岩的渗透规律与本构关系 344
6-4渗流耦合分析控制参数确定的反分析方法 352
6-4-1概述 352
6-4-2各向异性稳定渗流场的参数反分析 352
6-4-3各向异性应力渗流耦合场的参数反分析 355
6-5应力-渗流耦合作用下岩土工程安全性的监测与预报 365
6-5-1引言 365
6-5-2监测仪器与方法 366
6-5-3监测断面和测点的布置 369
6-5-4渗流耦合作用下岩土工程安全性的预报 371
6-6工程应用举例 372
6-6-1实例1渗流耦合作用下基坑工程的变形与安全性 372
6-6-2实例2渗流耦合条件下公路隧道围岩变形的预报 388
6-6-3渗流耦合条件下参数确定的反分析 389
参考文献 390
第七章 山岭隧道的设计和安全性的预报与控制 395
7-1概述 395
7-2复合支护的构造与承载机理 397
7-2-1复合支护的构造 397
7-2-2复合支护的承载机理 398
7-3复合支护结构的计算 403
7-3-1概述 403
7-3-2黏弹性模型分析法 404
7-3-3弹黏塑性模型分析法 405
7-3-4算例 408
7-4复合支护结构的设计 410
7-4-1隧道支护结构的设计模型 410
7-4-2复合支护结构的设计方法 413
7-5隧道施工过程的模拟及位移量和安全性的预报 415
7-5-1概述 415
7-5-2隧道开挖施工过程模拟的计算方法 415
7-5-3位移量和安全性的预报 418
7-6隧道施工的监控量测与安全性的控制 419
7-6-1监控量测的目的与内容 419
7-6-2量测方法与要求 420
7-6-3监测断面和测点的布置 422
7-6-4工程施工安全性的控制与动态反馈 425
参考文献 427
第八章 安全性监测的随机反分析与随机预报 429
8-1概述 429
8-1-1变形预报的途径 429
8-1-2岩土系统反馈控制的主要影响因素 430
8-1-3计算模型的工程简化 432
8-2位移量监测曲线的趋势项与随机项 433
8-2-1变形不确定性的影响因素及其分析方法 433
8-2-2现场位移量测信息的特征及其表述 436
8-3参数确定随机反分析的原理与方法 439
8-3-1弹性问题的随机反分析 439
8-3-2黏弹性问题的随机反分析 443
8-4位移量随机预报的原理与方法 448
8-4-1前提假设 448
8-4-2随机项的分离 448
8-4-3基于Monte Carlo方法的随机参数反分析 449
8-4-4基于Monte Carlo法的位移随机预测 454
8-5安全性预报的判据 456
8-6工程应用实例 456
8-6-1珠江玫瑰花园基坑工程 456
8-6-2防汛墙结构沉降的反演和预测 462
参考文献 471
第九章 优化反分析方法的进展 472
9-1概述 472
9-2遗传算法 474
9-2-1初始种群优化的地质统计方法 475
9-2-2优化反分析过程的管理 476
9-2-3改进的自适应遗传算法 484
9-3神经网络模型 490
9-3-1人工神经网络的几种基本模型 491
9-3-2 BP网络 492
9-3-3神经网络方法与传统计算方法的比较 494
9-4其他优化反分析方法 495
9-4-1模拟退火算法 495
9-4-2下山单纯形优化搜索法 497
9-4-3阻尼最小二乘法 498
9-4-4遗传模拟退火算法 501
9-4-5混合遗传算法 504
9-4-6几种反分析优化方法的比较 505
9-5工程应用实例 508
9-5-1工程概况 508
9-5-2地下厂房围岩的地质概况与工程地质条件 509
9-5-3试验洞的布置与变形观测结果 511
9-5-4弹塑性位移反分析的改进自适应遗传算法 526
参考文献 528
第十章 反演理论与安全性预报和控制研究的发展方向 531
10-1引言 531
10-2结合工程实践的需要发展反演理论与方法 532
10-3土工问题的施工力学与反演理论 534
10-4反分析方法的计算模型与技术 536
10-5渗流耦合问题的反分析方法 538
10-6复杂岩土工程的监测技术与方法 539
10-7岩土工程安全性的控制 540
10-8结语 542
参考文献 543