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绪论 1

第一章 盾构施工扰动解析法研究 8

1.1 引言 8

1.2 盾构施工扰动塑性区与注浆参数关系 9

1.2.1 注浆压力 14

1.2.2 注浆量的取值 19

1.3 盾构施工扰动范围数值分析 19

1.3.1 土体塑性区范围与地层损失参数关系 20

1.3.2 土体应力比Fsr在扰动范围判定中的应用 23

1.3.3 土体扰动度λd在扰动范围判断中的应用 24

1.3.4 理论分析和数值计算结果比较 24

1.4 盾构施工扰动范围现场测试 25

1.4.1 工程概况及测点布置 26

1.4.2 静力触探试验分析 27

第二章 盾构施工土拱效应及松动土压力研究 33

2.1 土拱效应概述 33

2.2 太沙基松动土压力理论 33

2.3 土拱效应下土中侧向压力系数变化规律 35

2.4 不完全土拱效应下土体竖向应力及管片支护力的计算 37

2.4.1 不完全土拱效应下松动土压力公式推导 37

2.4.2 推荐公式和太沙基公式的比较 40

2.4.3 地层损失对拱顶土压力的影响 41

2.4.4 埋深对拱顶土压力的影响 43

2.4.5 土质条件对拱顶土压力的影响 43

2.4.6 隧道直径对拱顶土压力的影响 44

2.5 土拱效应发展高度 45

2.6 管片刚度对其支护力的影响 47

第三章 盾构施工扰动特征及室内应力路径试验研究 49

3.1 盾构施工土体扰动特征 49

3.2 应力路径试验研究 49

3.2.1 盾构开挖过程土体的应力路径试验设计 50

3.2.2 应力路径试验步骤 50

3.3 应力路径实验结果及分析 52

3.3.1 固结不排水三轴试验 54

3.3.2 固结排水三轴试验 63

3.3.3 有效应力路径 66

第四章 复杂荷载环境下盾构穿越扰动控制技术研究 69

4.1 复杂荷载环境下的盾构隧道开挖塑性区范围确定 69

4.1.1 塑性区大小的确定方法 70

4.1.2 塑性区范围曲线的绘制流程 70

4.2 盾构复杂荷载环境下施工土体应力解析解 71

4.2.1 地表荷载作用下土体应力分布 71

4.2.2 土体内部荷载作用下土体中应力 72

4.3 盾构施工扰动引起的土体附加应力解析解 74

4.3.1 土体应力扰动影响因素 74

4.3.2 地层损失引起的土体位移与应力 74

4.3.3 盾构正面推力引起的土体附加应力 76

4.3.4 刀盘切削土体引起的附加应力 78

4.3.5 盾壳与周围土体之间的摩擦力引起的土体附加应力 80

4.3.6 盾构推进方向改变、倾斜或偏航引起的土体附加应力 81

4.3.7 应力释放引起的土体附加应力 84

4.3.8 注浆引起的土体附加应力计算 85

4.4 结构性软黏土的屈服面选择 87

4.4.1 软黏土的屈服面性状 87

4.4.2 屈服面的选择 88

4.4.3 无锡地铁一号线沿线软黏土本构模型的建立 89

4.5 复杂环境下土体塑性区域范围算例分析 98

第五章 土体蠕变对管片受力及隧道周边土体变形影响 107

5.1 概述 107

5.2 蠕变试验 108

5.2.1 试验仪器、方法和思路 108

5.2.2 试验步骤和内容 109

5.3 考虑围岩蠕变的隧道施工扰动分析研究 110

5.3.1 蠕变模型 111

5.3.2 考虑蠕变的隧道周边地层特征曲线研究 115

5.3.3 三轴蠕变试验结果及分析 120

5.3.4 管片受力和土体变形随时间的变化 126

参考文献 133

后记 142