岩溶區隧道施工過程常見的岩溶塌陷及突湧水災害，多是由於盾構隧道與溶洞等災害源之間安全岩體結構厚度過小所致，盾構施工擾動及岩溶水對岩體的滲透弱化作用造成岩體結構失穩,進而誘發突湧水災害,因此岩溶區溶洞等災害源與隧道間的安全距離判定至關重要。本書緊密圍繞“精細化”這一主旨，重點解釋了復雜形態干溶洞及充水溶洞的“精細化重構”問題，為溶洞災害源的“精細化處治”提供了技術性指導。

●第1章 緒論
1.1 國內外研究現狀
1.1.1 溶洞精細化探測及形態表征方面
1.1.2 溶洞對隧道圍岩穩定性影響方面
1.1.3 溶洞與隧道安全距離研究方面
1.2 技術內容、研究現狀與發展趨勢
1.2.1 技術內容
1.2.2 研究現狀
1.2.3 發展趨勢
第2章 泉域地層岩溶發育機制與特征研究
2.1 區域地質水文特征研究
2.1.1 區域地質特征
2.1.2 區域水文特征
2.1.3 典型泉水成因
2.2 岩溶發育機制及模式
2.2.1 岩溶發育機制
2.2.2 岩溶發育模式
2.3 岩溶發育特征研究
2.3.1 溶洞規模大小
2.3.2 溶洞充填類型
2.3.3 溶洞發育高程統計
2.3.4 溶洞與地鐵隧道空間位置關繫
第常復雜形態溶洞激光測量與重構方法
3.1 復雜形態溶洞激光定量化探測現狀
3.1.1 干溶洞三維激光定量探測
3.1.2 充水溶洞三維激光探測
3.2 充水溶洞多波長激光衰減特性試驗繫統
3.2.1 多波長激光發射模組
3.2.2 溶洞水環境模擬模塊
3.2.3 水質渾濁度及激光衰減性測量模塊
3.3 試驗結果與優化選型方案
3.3.1 激光衰減繫數
3.3.2 同一波長、不同溶解介質下激光衰減規律
3.3.3 同一介質、不同激光波長下激光衰減規律
3.3.4 不同功率激光衰減規律
3.3.5 激光優選探測距優化方案
3.4 復雜形態溶洞精細化重構方法
3.4.1 溶洞激光自動掃描繫統
3.4.2 復雜形態溶洞點雲坐標求解
第4章 雜形態溶洞模型數值計算與定量化表征方法
4.1 基於Geomagic-Comsol耦合的復雜形態溶洞穩定性分析
4.1.1 不規則溶洞幾何模型構建思路
4.1.2 復雜形態溶洞Geomagic點雲降噪與模型重構
4.1.3 復雜形態溶洞Geomagic-Comsol耦合數值模型接口
4.2 簡化模型與復雜形態溶洞力學性能分析
4.2.1 溶洞模型幾何形態分類
4.2.2 球狀與類球狀形態溶洞模型
4.2.3 方體與類方體形態溶洞模型
4.2.4 復雜形態溶洞圍岩受力性能
4.3 不規則溶洞幾何形態多層次表征方法
4.3.1 多層次參數表征思路
4.3.2 第一層次參數表征參數
4.3.3 第二層次參數表征參數
4.3.4 第三層次參數表征參數
4.4 復雜形態溶洞幾何邊界二維傅裡葉變換
4.4.1 溶洞剖面形心坐標計算方法
4.4.2 溶洞幾何邊界傅裡葉離散變換方法
4.5 基於傅裡葉離散變換的溶洞形態普適性表征方法
4.5.1 傅裡葉形態表征因子
4.5.2 既定形態溶洞傅裡葉表征因子變化規律
4.5.3 傅裡葉表征因子與多層次表征參數響應關繫
4.5.4 溶洞三維形態表征方法
第5章 復雜形態充水溶洞與盾構隧道臨界安全距離確定方法
5.1 隧道與前方溶洞臨界安全距離確定方法
5.1.1 極限分析法上限定理
5.1.2 三維破壞模型
5.1.3 臨界安全距離確定方法
5.1.4 參數敏感度分析
5.2 隧道環向充水溶洞臨界安全距離確定方法
5.2.1 溶洞位於隧道環向上方三維破壞模型（Model Ⅰ）
5.2.2 環向上方臨界安全距離計算（Model Ⅰ）
5.2.3 環向上方參數敏感度分析（Model Ⅰ）
5.2.4 溶洞位於隧道環向下方三維破壞模型（Model Ⅱ）
5.2.5 環向下方臨界安全距離計算（Model Ⅱ）
5.2.6 環向下方參數敏感度分析（Model Ⅱ）
5.3 溶洞形態表征因子在數值模擬中的考量
5.3.1 溶洞正直方位定義
5.3.2 正直方位溶洞邊界形態表征
5.4 復雜形態溶洞臨界安全距離數值試驗分析
5.4.1 圍岩穩定性判據
5.4.2 數值試驗設計
5.4.3 數值計算模型
5.5 隧道前方復雜形態溶洞臨界安全距離預測模型
5.5.1 規則形態溶洞臨界安全距離數值驗證
5.5.2 復雜形態溶洞臨界安全距離數值結果
5.5.3 復雜形態溶洞臨界安全距離預測模型
5.6 隧道環向復雜形態溶洞臨界安全距離預測模型
5.6.1 規則形態環向上方溶洞臨界安全距離數值驗證（Model Ⅰ）
5.6.2 復雜形態環向上方溶洞臨界安全距離數值結果（Model Ⅰ）
5.6.3 復雜形態環向上方溶洞臨界安全距離預測模型（Model Ⅰ）
5.6.4 規則形態環向下方溶洞臨界安全距離數值驗證（Model Ⅱ）
5.6.5 復雜形態環向下方溶洞臨界安全距離數值結果（Model Ⅱ）
5.6.6 復雜形態溶洞環向下方臨界安全距離預測模型（Model Ⅱ）
第6章 復雜形念承壓溶洞對盾構隧道圍岩穩定性影響模型試驗
6.1 試驗方案設計
6.1.1 試驗目的
6.1.2 試驗方案
6.2 模型試驗相似理論與相似材料研制
6.2.1 岩石物理力學參數測試
6.2.2 流固耦合相似理論
6.2.3 流固耦合相似材料研制
6.3 富水岩溶地層盾構掘進模型試驗繫統研發
6.3.1 三維可視化模型箱體
6.3.2 復合式EPB盾構掘進模擬繫統
6.3.3 復雜形態溶洞3D打印模擬繫統
……

本書緊密圍繞“精細化”這一主旨，重點解釋了復雜形態干溶洞及充水溶洞的“精細化重構”問題，實現了不規則溶洞的可視化重構和數值模擬計算；提出了溶洞復雜形態多層次表征參數與傅裡葉普適性表征因子，實現了溶洞高度不規則幾何形態的“精細化表征”；建立了復雜形態溶洞與盾構隧道之間的臨界安全距離預測模型；研制了富水岩溶地層盾構施工圍岩穩定性模型試驗繫統；揭示了盾構開挖擾動與承壓岩溶滲透雙重作用下圍岩多物理場演化規律；實現了賦存不規則形態溶洞下盾構隧道施工穩定性的“精細化評判”。綜合上述研究成果，開發了復雜形態溶洞多參數表征及穩定評判軟件，為溶洞災害源的“精細化處治”提供指導。全書以理論技術分析為基礎，結合相關工程案例，深入淺出地介紹了富水岩溶地層盾構隧道復雜岩溶構造的精細探測、定量表征和穩定評判，可為科研人員、高等院校相關專業的師生、工程技術人員提供參考。