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第一篇 盾构隧道管片接头荷载试验与结构计算理论绪论1

第1章 圆形隧道衬砌结构计算理论概述4

1.1 衬砌结构计算理论的发展历史4

1.2 衬砌结构设计模型的分类5

1.3 衬砌结构计算模型的评析6

1.4 衬砌结构设计现状及研究方向8

1.5 本章小结10

第2章 盾构隧道管片接头荷载试验研究13

2.1 接头荷载试验概况13

2.2 试验设备与方法14

2.3 管片接头试验成果分析20

2.4 接头抗弯刚度的经验公式29

2.5 本章小结35

第3章 盾构隧道管片接头试验的数值模拟37

3.1 衬垫材料的压缩回弹试验37

3.2 接头力学模型的建立39

3.3 接头力学模型的验证42

3.4 接头力学特性的模拟45

3.5 本章小结46

第4章 盾构隧道一次衬砌力学计算模型48

4.1 常用计算方法概述48

4.2 梁-非线性弹簧模型的建立与验证49

4.3 穿黄隧洞一次衬砌受力计算53

4.4 若干参数对衬砌内力的影响57

4.5 本章小结59

第5章 双层衬砌接头荷载试验及相互作用模型61

5.1 双层衬砌接头荷载试验设计61

5.2 双层衬砌接头试验结果分析65

5.3 内外衬砌截面内力分配计算68

5.4 接合面相互作用模型的提出及验证73

5.5 不同模型对计算结果的影响76

5.6 本章小结78

第6章 盾构隧道双层衬砌力学计算模型80

6.1 双层衬砌设计技术现状80

6.2 双层衬砌力学模型的建立82

6.3 穿黄隧洞双层衬砌联合受力计算84

6.4 不同模型的计算结果对比88

6.5 考虑内外衬顶拱初始缝隙的内力计算92

6.6 本章小结95

第7章 盾构隧道管片接头三维有限元分析98

7.1 概述98

7.2 有限元分析软件的选取及简介99

7.3 有限元分析模型的建立100

7.4 计算结果分析107

7.5 本章小结117

第8章 研究成果总结及展望119

8.1 主要研究成果119

8.2 主要研究结论120

8.3 发展趋势及有待研究的内容122

第二篇 盾构施工的理论分析、数值仿真及试验研究第9章 硬岩掘进机（TBM）的掘进性能数值仿真124

9.1 常用预测模型简介125

9.2 切削力模型125

9.3 掘进参数计算127

9.4 计算实例——秦岭隧道TB880E隧道掘进机128

9.5 关于TB880E滚刀布置优化的讨论133

9.6 本章小结134

第10章 混合式盾构机的掘进性能数值仿真136

10.1 混合式盾构机的特点及应用情况136

10.2 切削力计算模型137

10.3 仿真计算实例139

10.4 本章小结145

第11章 盾构机刀盘刀具优化布置探讨147

11.1 盾构机及使用概况147

11.2 1638号盾构机刀具布置存在的问题150

11.3 刀具布置调整方案153

11.4 纯滚刀方案切削参数计算结果157

11.5 混合刀具方案切削参数计算结果159

11.6 本章小结161

第12章 硬岩中盾构机刀具磨损的检测方法163

12.1 刀具失效的判断方法163

12.2 运用掘进参数检测滚刀失效的原理164

12.3 滚刀磨损或失效的判断方法168

12.4 应用实例169

12.5 本章小结172

第13章 硬岩盾构隧道滚刀损坏机理的力学分析与应用173

13.1 引言173

13.2 滚刀损坏的主要形式及原因174

13.3 滚刀损坏机理的力学分析176

13.4 滚刀不转或过载的临界贯入度计算179

13.5 计算结果分析及应用示例180

13.6 本章小结186

第14章 线路转弯引起的盾构隧道衬砌环扭转机理分析188

14.1 概述188

14.2 施工条件及衬砌环扭转概况188

14.3 弯道段衬砌环扭转机理分析190

14.4 计算结果及分析193

14.5 本章小结196

第15章 盾构隧道施工引起的地面沉降数学模型研究197

15.1 工程背景197

15.2 沉降观测方法198

15.3 沉降槽分布模型198

15.4 沉降随时间的发展模型203

15.5 沉降量概率分布的统计分析204

15.6 本章小结207

第16章 硬岩盾构隧道主要质量问题及原因分析208

16.1 概述208

16.2 硬岩盾构隧道常见质量问题208

16.3 质量问题的原因分析209

16.4 减少隧道质量问题的主要措施213

16.5 本章小结215

第17章 土压平衡式盾构掘进试验及数学模型研究216

17.1 工程概况216

17.2 盾构掘进试验217

17.3 盾构掘进速度数学模型推导220

17.4 刀盘扭矩数学模型推导223

17.5 掘进参数对掘进速度和扭矩的影响分析225

17.6 本章小结226

第18章 盾构隧道围岩压力的现场监测试验研究228

18.1 研究背景228

18.2 监测断面的地质条件228

18.3 监测元件及布置229

18.4 监测结果及分析232

18.5 围岩压力监测值与理论值的对比234

18.6 本章小结236

第19章 管片内力与变形的现场监测试验研究238

19.1 概述238

19.2 管片衬砌结构238

19.3 监测断面的布置240

19.4 测量元件及埋设242

19.5 试验监测结果243

19.6 监测结果的计算分析248

19.7 本章小结251

第三篇 盾构隧道附属工程及相关应用技术研究第20章 盾构施工对建筑物基础沉降影响的评估253

20.1 工程概况253

20.2 地表沉降常用计算方法评析254

20.3 地表沉降影响范围计算258

20.4 本章小结261

第21章 地铁车站顶部龙门吊轨道基础设计计算263

21.1 工程概况263

21.2 车站顶板上部龙门吊轨道基础设计计算264

21.3 车站结构外侧龙门吊桩基轨道梁设计计算266

21.4 本章小结268

第22章 大跨度地铁车站顶板临时支撑设计与安装269

22.1 工程概况269

22.2 加固方法270

22.3 设计计算270

22.4 钢管支撑的制作、安装272

22.5 本章小结272

第23章 地下连续墙泥浆槽壁稳定的分析273

23.1 破坏体模型及其受力分析273

23.2 破坏体尺寸及安全系数的计算276

23.3 不同方法计算结果的对比277

23.4 各种因素对槽壁稳定的影响278

23.5 本章小结279

第24章 盾构机姿态参数的测量及计算方法研究280

24.1 概述280

24.2 盾构姿态参数的描述280

24.3 盾构姿态的常用测量方法281

24.4 盾构姿态的测量及计算方法282

24.5 测量精度评价286

24.6 应用实例288

24.7 本章小结289

第25章 盾构施工污水净化处理及再利用研究290

25.1 研究背景290

25.2 研究内容及技术指标291

25.3 污水处理试验及处理工艺选择291

25.4 施工污水处理流程设计293

25.5 实施情况及主要技术创新296

25.6 效益分析及应用前景分析297

25.7 项目推广应用可行性研究298

25.8 本章小结300

第26章 盾构技术在广州地铁的应用与发展301

26.1 盾构的起源及发展301

26.2 广州地铁的规划及发展回顾302

26.3 广州地铁盾构技术的特点与发展303

26.4 本章小结308

后记310