隧道盾构掘进土力学 国家“973”项目研究成果2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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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