声明
摘要
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 开挖面稳定性研究现状
1.2.2 盾构隧道工程中渗流作用研究现状
1.2.3 隧道安全风险管理及灾害控制
1.2.4 研究现状发展趋势及存在问题
1.3 论文主要研究内容
1.4 主要工作及创新点
1.4.1 技术路线
1.4.2 创新点
第二章 盾构工法选型及开挖面失稳灾害事故安全评估
2.1 盾构工法选型及工程适应性
2.1.1 盾构工法选型
2.1.2 盾构工法工程适应性
2.2 盾构工法选型及适用性分析
2.2.1 根据地层渗透系数选型
2.2.2 根据地层的颗粒级配进行选型
2.2.3 根据地层类别进行选型
2.2.4 根据地层水压与地下水位进行选型
2.3 盾构施工开挖面失稳灾害安全评估
2.3.1 开挖面失稳灾害发生机理
2.3.2 开挖面失稳灾害的重要特征
2.3.3 开挖面失稳风险评估
2.4 本章小结
第三章 复合地层盾构施工开挖面稳定性理论分析
3.1 引言
3.2 开挖面稳定性研究方法
3.2.1 开挖面稳定模式
3.2.2 开挖面稳定性研究方法
3.2.3 研究方法选取
3.2.4 开挖面破坏模型的建立
3.3 系统外力总功率和系统耗散功率
3.3.1 土体重力功率计算
3.3.2 支护压力功率计算
3.3.3 内能耗散功率计算
3.4 各参数对支护压力的影响分析
3.4.1 均质地层各参数对支护压力的影响分析
3.4.2 复合地层中各参数对支护压力的影响分析
3.5 考虑渗流作用的复合地层盾构施工开挖面稳定性理论分析
3.5.1 渗流作用对盾构隧道开挖面的影响
3.5.2 渗流作用下开挖面稳定性分析
3.5.3 开挖面渗流力研究
3.5.4 坍塌块体中渗流力研究
3.6 本章小结
第四章 复合地层盾构隧道开挖面稳定性数值分析
4.1 引言
4.2 材料本构模型
4.2.1 材料本构模型的选取
4.2.2 有限元控制方程
4.3 盾构隧道施工过程力学的数值实现
4.3.1 三维模型几何尺寸的确定
4.3.2 初始地应力场平衡分析
4.3.3 盾构隧道施工过程力学的数值实现
4.4 开挖面支护力形式和极限支护力的确定
4.4.1 开挖面支护力形式及其确定
4.4.2 开挖面极限支护力的确定
4.5 均质地层盾构施工开挖面稳定性分析
4.5.1 无粘聚力地层开挖面稳定性分析
4.5.2 灰岩地层开挖面稳定性分析
4.6 复合地层盾构施工开挖面稳定性分析
4.6.1 上硬下软地层开挖面稳定性分析
4.6.2 上软下硬地层开挖面稳定性分析
4.7 本章小结
第五章 渗流作用下复合地层盾构隧道开挖面稳定性模型试验
5.1 引言
5.2 依托工况概况
5.3 相似材料研制
5.3.1 考虑渗流作用的相似理论
5.3.2 模型相似材料的研制
5.4 盾构掘进施工模型试验系统
5.4.1 微型盾构模型试验系统
5.4.2 可视化试验平台
5.4.3 防水监测技术厦自动化采集监测系统
5.5 模型试验设计及实施
5.5.1 试验方案设计
5.5.2 模型填筑及元件埋设
5.6 试验结果分析
5.6.1 出土量
5.6.2 开挖面土压力
5.6.3 孔隙水压力
5.6.4 地表位移
5.7 本章小结
第六章 开挖面失稳风险动态评估软件系统及工程应用
6.1 济南地质工程概况
6.1.1 地层及地质构造基本特征
6.1.2 岩土层类型及工程地质特征
6.1.3 水文地质特征
6.2 开挖面失稳风险分析软件系统
6.2.1 设计目标
6.2.2 软件系统的开发环境
6.2.3 软件系统的结构与功能
6.2.4 软件系统的交互界面
6.3 工程应用
6.3.1 盾构施工工法选型
6.3.2 风险评价控制分析
6.3.3 控制措施
6.3 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
博士期间参与的科研项目
博士期间发表的论文
博士期间申请的专利
博士期间获得的奖励
致谢