●章 緒論
1.1 概述
1.2 基坑開挖對天然地基變形影響的研究現狀
1.2.1 現場監測
1.2.1.1 地表沉降
1.2.1.2 基坑坑底隆起
1.2.1.3 支擋結構水平位移
1.2.2 數值模擬
1.2.2.1 繫統剛度和場地條件的影響
1.2.2.2 開挖尺寸的影響
1.2.3 解析解答
1.2.4 離心模型試驗
1.3 基坑開挖卸荷對既有隧道影響的研究現狀
1.3.1 隧道橫向和縱向內力及變形規律研究
1.3.1.1 現場實測法
1.3.1.2 數值模擬
1.3.1.3 解析分析
1.3.1.4 離心模型試驗
1.3.2 基坑開挖引起隧道內力和變形的影響因素研究
1.3.2.1 隧道襯砌剛度的影響
1.3.2.2 基坑開挖尺寸的影響
1.3.2.3 隧道與基坑的水平間距和豎向間距
1.3.2.4 基坑施工工況及支護與加固方法
1.3.3 本構模型在基坑開挖對隧道影響模擬中的應用研究現狀
1.4 存在的問題
1.4.1 現有的解析解答需借助數值積分的方法求解
1.4.2 開展離心模型試驗再現土體應力水平勢在必行
1.4.3 土體相對密實度和支擋結構剛度對隧道變形影響機理不明確
1.4.4 考慮土體勁度的應力應變依賴性是合理開展數值模擬的關鍵
1.5 本書的研究內容及技術路線
第2章 基坑開挖卸荷對隧道變形影響的三維解析模型
2.1 概述
2.2 解答推導過程
2.2.1 基本假定
2.2.2 計算模型
2.2.3 基本公式
2.2.3.1 水平三角形荷載作用在豎向矩形面上的位移解答
2.2.3.2 豎向均布荷載作用在水平向矩形面上的位移解答
2.2.4 基本解答的驗證
2.2.5 求解方法
2.3 解答驗證
2.3.1 對比現場監測
2.3.2 對比數值模擬
2.3.3 對比離心模型試驗
2.4 參數分析
2.4.1 基坑開挖長度的影響
2.4.2 基坑開挖寬度的影響
2.4.3 基坑開挖深度的影響
2.4.4 隧道埋深的影響
2.4.5 隧道中心與基坑中心的距離的影響
2.4.6 土體彈性模量的影響
2.5 討論
2.6 本章小結
第3章 基坑開挖卸荷對隧道變形影響的三維離心模型試驗設計
3.1 離心模型試驗概述
3.1.1 幾種岩土物理模擬技術簡介
3.1.2 岩土離心模擬技術的基本原理
3.1.3 離心模擬技術的運動學原理
3.1.4 離心模擬的相似比
3.2 量綱分析
3.2.1 量綱分析基礎
3.2.1.1 基本量與導出量
3.2.1.2 量綱分析的依據
3.2.2 開挖卸荷對既有隧道影響問題的相關參數
3.2.3 量綱歸一化
3.3 離心模型試驗方案
3.3.1 組試驗CD68和CD51
3.3.2 第二組試驗SD69和SS70
3.4 離心模型試驗設計
3.4.1 離心機
3.4.2 模型箱尺寸
3.4.3 試驗用土
3.4.4 密度標定
3.4.5 模型支擋結構設計
3.4.6 模型隧道制作
3.4.7 模型量測
3.4.7.1 地表沉降和基坑坑底隆起量測
3.4.7.2 隧道位移及變形量測
3.4.7.3 隧道縱向和橫向彎矩量測
3.4.8 開挖模擬繫統
3.4.9 模型安裝制備
3.4.1 0試驗模擬進程
3.5 本章小結
第4章 基坑開挖卸荷對隧道變形影響的三維數值模型建立
4.1 概述
4.2軟件
4.3 土體、隧道、支擋結構本構模型選擇
4.3.1 亞塑性本構模型理論基礎
4.3.2 考慮土體小應變的亞塑性模型
4.3.3 亞塑性模型參數及標定方法
4.4 離心模型試驗的數值計算模型及目的
4.4.1網格、邊界條類型選擇
4.4.2 本構模型及模型參數
4.4.3模擬過程
4.5 數值參數分析計算模型及目的
4.6 三種不同土體本構模型對隧道變形的預測能力研究
4.7 本章小結
第5章 土體相對密實度和支擋結構剛度對隧道變形影響的離心試驗及數值分析
5.1 概述
5.2 離心模型試驗結果與分析
5.2.1 支擋結構後的地表沉降
5.2.2 基坑坑底隆起
5.2.3 隧道縱向位移
5.2.4 隧道橫截面變形
5.2.5 隧道橫截面彎矩及彎曲應變
5.2.6 隧道縱向彎矩及彎曲應變
5.3 離心模型試驗的模擬與分析
5.3.1 隧道頂部縱向豎向位移
5.3.2 隧道頂部和底部土體的豎向應力及勁度變化
5.3.3 隧道與基坑周圍土體的位移矢量圖
5.3.4 隧道橫截面襯砌直徑變化
5.3.5 隧道橫截面附加彎曲應變
5.3.6 隧道襯砌周圍土壓力
5.3.7 隧道縱向附加彎曲應變
5.4 本章小結
第6章 基坑開挖卸荷對隧道變形影響的三維數值模擬分析
6.1 概述
6.2 數值模擬方案
6.3 土體相對密實度及支擋結構剛度對位於基坑正下方隧道的影響
6.3.1 不同土體相對密實度對隧道的影響
6.3.1.1 隧道縱向隆起
6.3.1.2 隧道橫向變形
6.3.1.3 隧道橫截面彎曲應變
6.3.1.4 隧道縱向彎曲應變
6.3.2 不同支擋結構剛度對隧道的影響
6.3.2.1 隧道縱向隆起
6.3.2.2 隧道橫向變形
6.3.2.3 隧道橫截面彎曲應變
6.3.2.4 隧道縱向彎曲應變
6.4 土體相對密實度及支擋結構剛度對位於基坑外側隧道的影響
6.4.1 隧道位移隨土體相對密實度的變化（C/D=2，He=9m）
6.4.2 隧道位移隨支擋結構剛度的變化（C/D=2，He=9m）
6.4.3 支擋結構剛度對牆後土體水平位移的影響（C/D=2，He=9m）
6.4.4 土體相對密實度對隧道的影響（C/D=1，He=15m）
6.4.4.1 隧道頂部縱向位移
6.4.4.2 隧道橫向變形
6.4.4.3 隧道縱向彎曲應變
6.4.5 支擋結構剛度對隧道的影響（C/D=1，He=15m）
6.4.5.1 隧道縱向沉降
6.4.5.2 隧道橫向變形
6.4.5.3 隧道縱向彎曲應變
6.5 基坑開挖尺寸對隧道變形的影響
6.5.1 基坑開挖長度的影響
6.5.1.1 隧道頂部豎向位移
6.5.1.2 隧道橫截面變形
6.5.1.3 隧道縱向彎曲應變
6.5.2 基坑開挖寬度的影響
6.5.2.1 隧道頂部豎向位移
6.5.2.2 隧道橫截面變形
6.5.2.3 隧道縱向彎曲應變
6.5.3 基坑開挖深度的影響（隧道位於基坑正下方，C/D=3，He=15m）
6.5.3.1 隧道頂部豎向位移
6.5.3.2 隧道橫截面變形
6.5.3.3 隧道縱向彎曲應變
6.5.4 基坑開挖深度的影響（隧道位於支擋結構外側，C/D=1，He=15m）
6.5.4.1 隧道頂部縱向位移
6.5.4.2 隧道橫截面變形
6.5.4.3 隧道縱向彎曲應變
6.6 隧道縱向隆起歸一化
6.6.1 離心模型試驗驗證
6.6.2 現場試驗驗證
6.7 本章小結
6.7.1 隧道位於基坑正下方
6.7.2 隧道位於基坑外側
第7章 結論與展望
7.1 總結
7.2 展望
附錄三 種不同土體本構模型對基坑開挖卸荷引起隧道變形問題的預測能力研究
A.1 概述
A.2 離心模型試驗描述
A.3模擬
A.3.1網格及邊界條件
A.3.2 本構模型及模型參數
A.3.2.1 Mohr-Coulomb模型
A.3.2.2 Duncan-Chang模型
A.3.2.3 Hypoplastic模型
A.3.2.4 模型參數標定
A.3.3模擬過程
A.4 數值模擬結果對比
A.4.1 基坑坑底隆起
A.4.2 隧道縱向隆起及隆起梯度
A.4.3 隧道橫截面襯砌直徑變形
A.4.4 隧道橫截面彎曲應變
A.4.5 隧道縱截面彎曲應變
A.4.6 數值模擬結果總結
A.5 土體應力、應變以及勁度分析
A.5.1 隧道周圍土體應力和勁度分布
A.5.2 隧道周圍土體應變分布
A.5.3 考慮土體的小應變特性在工程實踐中的意義
A.6 小結
參考文獻
內容簡介
本書對於離心模型試驗，對於數值模擬，采用的大多數本構模型無法考慮土體的小應變特性以及應力路徑依賴性等問題開展了解析解答、離心模型試驗以及數值模擬分析，提出了基坑開挖引起隧道位移的簡便預測模型，研究了土體的相對密實度以及支擋結構的剛度對隧道變形規律的影響，分析了影響機理，繫統研究了基坑開挖的三維效應（基坑開挖的尺寸、隧道與基坑的相對位置）對隧道變形的影響。
