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本书是作者多年研究的总结，以沈阳地铁工程为例，介绍砂卵石地层情况下盾构施工过程中引起的地层位移、地面沉降、衬砌应力以及对周围邻近地下结构的影响。
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| 內容簡介： |
盾构法施工对邻近地下结构及地面建筑物产生不利的影响，引发一系列环境土工问题。本书以沈阳地铁工程为例，介绍砂卵石地层情况下盾构施工过程中引起的地层位移、地面沉降、衬砌应力以及对周围邻近地下结构的影响，通过试验、现场量测地表沉降值并建立三维有限元模型进行对比分析，对施工期间管线的安全性做出评价。
本书适用于土木类相关专业的科研人员、设计院和施工单位的相关工程技术人员学习，也可供土木工程、城市地下空间工程、道路桥梁与渡河工程等土木类专业相关的本科生、研究生学习参考。
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| 目錄：
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第1章绪论
1.1盾构法隧道施工的优缺点001
1.2盾构法隧道施工地表沉降预测方法004
1.2.1理论计算法005
1.2.2模型试验法010
1.2.3现场监控数据处理法011
第2章变形监测数据处理理论及程序实现
2.1离散型卡尔曼滤波019
2.1.1离散型卡尔曼滤波基本方程019
2.1.2离散型卡尔曼滤波基本方程的使用要点021
2.1.3白噪声条件下离散卡尔曼滤波的一般形式023
2.2连续型卡尔曼滤波024
2.3卡尔曼滤波误差分析026
2.4卡尔曼滤波系统的稳定性分析030
2.4.1卡尔曼滤波稳定充分条件一030
2.4.2卡尔曼滤波稳定充分条件二031
2.4.3卡尔曼滤波稳定充分条件三032
2.5自适应卡尔曼滤波在动态变形监测数据分析中的程序设计与实现032
2.5.1量测数据的相关函数033
2.5.2求取稳态增益阵034
2.5.3根据平稳序列估计出自相关函数序列034
2.5.4输出相关法自适应滤波方程034
2.6自适应卡尔曼滤波在动态数据处理中的应用035
2.6.1自适应卡尔曼滤波初值的确定036
2.6.2自适应卡尔曼滤波的实施步骤036
2.6.3自适应卡尔曼滤波仿真程序流程图037
2.6.4卡尔曼滤波Matlab程序实现038
第3章盾构法隧道施工现场监测研究
3.1工程概况040
3.2工程地质和水文地质概况041
3.3周边环境041
3.4地表沉降监测方案044
3.5监测结果分析047
3.5.1监测断面的选取及测点布置047
3.5.2沈阳地铁区间隧道盾构工程部分监测数据048
3.5.3沈阳地铁区间隧道盾构工程横向监测数据分析051
3.5.4沈阳地铁区间隧道盾构工程纵向监测数据分析053
第4章盾构隧道开挖有限元模拟
4.1盾构法施工过程流固耦合有限元数值模型的建立057
4.1.1盾构法隧道施工基本原理和特点057
4.1.2数值模拟计算模型059
4.2盾构隧道开挖过程三维数值模拟066
4.3流固耦合模拟结果分析073
4.3.1单圆隧道073
4.3.2双圆隧道083
第5章地表沉降综合分析
5.1横向地表沉降规律097
5.1.1横向地表沉降规律对比研究097
5.1.2横向断面沉降预测Peck公式分析097
5.2纵向沉降规律126
第6章纵向地表变形预测（Sagaseta法）
6.1Mindlin 解概述132
6.2Mindlin 解地表纵向变形计算方法133
6.2.1浆液压力引起的地层三维变形公式133
6.2.2同步浆液的扩散半径计算公式137
6.3地层损失引起的纵向地面变形138
6.4盾壳与周围土体间摩擦力引起的纵向地面变形139
6.5算例分析139
参考文献
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| 內容試閱：
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城市化进程的加快，带来了城市地面交通压力的增大，近年来，地铁建设如火如荼，极大地缓解了地面交通的压力。地铁的施工方法众多，其中盾构法施工在地铁建设中，具有影响交通小，施工工期短等明显的优点，因而被广泛采用。但是盾构法施工仍不可避免引起周围地层位移及地表沉降，而这会对邻近地下结构及地面建筑物产生不利的影响，引发一系列环境土工问题。因此，研究盾构法施工过程中引起的地层位移、地面沉降、衬砌应力以及对周围邻近地下结构的影响，对于盾构法隧道施工的合理设计和在施工过程中采取必要的防护措施都有很好的指导作用。
根据沈阳地铁现场监测数据，研究沈阳地区盾构施工对地表沉降影响的规律。笔者建立了盾构施工流固耦合三维有限元模型，对地表纵向沉降、横向沉降以及孔隙水压力等做了分析，其中考虑了地下水的渗流作用对地面沉降的影响，同时分析了地铁盾构施工对地表沉降的影响程度，并对地表沉降进行综合分析。本书共有6章，第1章主要介绍盾构法隧道施工的优缺点和盾构法隧道施工地表沉降预测方法；第2章利用自适应卡尔曼滤波理论，进行变形监测数据处理及程序实现；第3章进行地表沉降监测方案设计，对横向和纵向监测数据进行分析；第4章利用Abaqus软件对盾构隧道施工进行了动态有限元分析，并考虑地下水的渗流作用对地面沉降的影响；第5章进行横向断面和纵向盾构推进历程沉降规律对比研究；第6章利用Mindlin 解推导同步注浆引起的地层三维变形计算公式，推导出砂卵石地层盾构隧道开挖引起的地表变形计算公式。
本书适用于土木类相关专业的科研人员、设计院和施工单位的相关工程技术人员学习，也可供土木工程、城市地下空间工程、道路桥梁与渡河工程等土木类专业相关的本科生、研究生学习参考。
本书的出版得到了“辽宁省自然科学基金项目（项目编号：2019-ZD-0207）”的资助，在此表示由衷的感谢！
限于作者水平，书中难免有不足之处，敬请批评指正。
著者
2021年9月
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