第1篇 盾构施工简介 1
第1章 盾构法施工概述 1
1.1 隧道施工的发展历史 1
1.2 盾构施工简介 3
第2章 盾构的基本结构和分类 5
2.1 盾构的基本结构 5
2.2 盾构的分类 9
第3章 盾构施工的事故举例及施工发展趋势 13
3.1 盾构施工事故举例 13
3.2 盾构施工的发展趋势 14
参考文献 17
第2篇 土力学的基础理论 19
第4章 大变形分析 19
4.1 变形、运动和变形梯度 19
4.2 微体积和微面积的变化 20
4.3 微线段的变形——伸长和剪切 21
4.4 变形梯度张量的极分解与刚体转动 22
4.5 应变张量 25
4.6 运动分析 26
第5章 土力学控制方程 29
5.1 质量守恒 29
5.2 动量和动量矩守恒 30
5.3 Cauchy公式和Cauchy应力 31
5.4 控制方程 32
5.5 名义应力张量 33
5.6 Lagrange型控制方程 33
5.7 共轭应力张量 34
第6章 土体的弹塑性本构模型 36
6.1 屈服条件的一般形式 36
6.2 加载曲面和加载准则 37
6.3 Drucker公设 38
6.4 弹塑性本构方程 38
第7章 土力学中的稳定性问题与强度理论 41
7.1 土体和岩石的应变软化行为与应变局部化 41
7.2 沙土中的剪切带分析 43
7.3 土体的Mohr-Coulomb强度理论 50
第8章 渗流理论 53
8.1 地下水的贮存形式 53
8.2 地下水运动规律 56
8.3 渗透力与渗透变形 57
8.4 渗流基本微分方程 58
参考文献 60
第3篇 盾构掘进界面稳定性和地表隆降分析第9章 概述 63
9.1 掘进面失稳研究方法 63
9.2 盾构掘进中的地表隆起和沉降 69
9.3 地表沉降分析方法 71
第10章 均匀土层掘进面的稳定性分析 75
10.1 确定均匀土层掘进面极限支护压力 76
10.2 沙土地层掘进面稳定性数值模拟计算与分析 78
10.3 黏土地层掘进面稳定性数值模拟计算与分析 100
10.4 本章小结 119
第11章 多层土层盾构隧道掘进面的稳定性分析 121
11.1 多层土层掘进面稳定性的数值分析 121
11.2 掘进面支护压力大小对围岩变形的影响规律研究 124
11.3 掘进面稳定性影响因素敏感性分析 127
11.4 多层土层掘进面极限支护压力计算模型 129
11.5 本章小结 142
第12章 盾构隧道掘进面稳定的强度折减安全系数法 143
12.1 概述 143
12.2 强度折减法介绍 143
12.3 工程算例概况 145
12.4 强度折减法确定掘进面稳定的可行性 146
12.5 影响稳定安全系数的参数敏感性分析 150
12.6 本章小结 153
13章 基于遗传规划的盾构隧道掘进地表最大沉降预测 154
13.1 遗传规划算法及其特点和结构 154
13.2 初始群体的形成 156
13.3 适应度的评价方法及基本算子 157
13.4 验证遗传规划非线性回归的可行性 160
13.5 盾构隧道掘进引起地表沉降的遗传规划模型 162
13.6 本章小结 165
第14章 考虑刀盘开口面积的掘进面稳定性分析 166
14.1 刀盘设计 166
14.2 考虑开口作用下掘进面稳定性数值模拟 167
14.3 掘进面稳定性影响因素敏感性分析 170
14.4 本章小结 184
第15章 盾构隧道掘进面稳定性分析的软件集成 185
15.1 系统总体设计构思 185
15.2 系统的主要功能 186
15.3 系统操作说明 187
15.4 工程实例 188
15.5 本章小结 193
附录：盾构隧道掘进面支护压力预测的fish语言 194
参考文献 212
第4篇 考虑渗流的掘进面稳定性分析第16章 沙土地层掘进面失稳分析 216
16.1 计算模型与材料参数 216
16.2 影响隧道掘进面稳定性的因素分析 216
16.3 沙土地层掘进面变形与破坏规律 227
第17章 黏土地层掘进面失稳分析 229
17.1 计算模型与材料参数 229
17.2 影响隧道掘进面稳定性的因素分析 229
17.3 黏土地层掘进面变形与破坏规律 235
第18章 掘进面稳定分析的垂直条分法 237
18.1 垂直条分法 237
18.2 分层土上覆土压力计算 239
18.3 渗流分析 240
18.4 支护力估算 241
18.5 数值分析 243
18.6 工程实例分析 246
18.7 本章小结 248
第19章 泥浆渗透对泥水盾构掘进面稳定性的影响 249
19.1 泥水盾构掘进面稳定机理 249
19.2 考虑泥浆渗透的掘进面稳定性分析 250
19.3 工程实例 258
19.4 本章小结 261
第20章 实施超前注浆管棚支护的隧道掘进面稳定性分析 262
20.1 隧道超前预支护技术 262
20.2 实施管棚支护的掘进面稳定极限分析 263
20.3 工程实例分析 266
20.4 本章小结 271
第21章 考虑盾构掘进速度的隧道掘进面稳定分析 272
21.1 稳态条件下的流体流动 272
21.2 考虑盾构掘进速度的渗流分析 273
21.3 考虑盾构掘进速度的掘进面稳定机理 278
21.4 本章小结 282
附录：有限单元数值计算程序TME（主程序） 282
参考文献 285