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1 绪论1

1.1 小净距立体交叉隧道是一种新的结构形式1

1.2 国内外研究现状2

1.2.1 超小净距立体交叉隧道的发展现状及存在的问题2

1.2.2 爆破震动作用下结构的力学响应及可靠度的研究现状4

1.2.3 隧道信息化施工技术研究现状6

1.3 论著的主要特点8

1.3.1 论著的主要内容8

1.3.2 论著的编写方法8

2 城市超小净距立体交叉隧道工程概述9

2.1 工程简介9

2.2 地质概况11

2.3 工程地质评价11

3 立体交叉隧道围岩稳定性数值模拟分析13

3.1 计算模型13

3.2 结果及分析14

3.2.1 模型评价14

3.2.2 变形分析16

3.2.3 主应力场分析18

3.2.4 塑性区分析19

3.2.5 边锚杆轴力图分析19

3.3 嘉华隧道二次衬砌安全度评价21

3.3.1 计算模型21

3.3.2 计算结果及分析22

4 华村隧道立体交叉段总体设计25

4.1 净断面的确定25

4.1.1 华村隧道I、J线开挖对嘉华隧道衬砌结构的影响26

4.1.2 确保嘉华隧道衬砌结构安全的措施26

4.2 华村隧道立体交叉段衬砌结构及支护参数的拟定27

4.2.1 边墙及拱部支护参数设计27

4.2.2 底部支护参数的特殊设计29

4.2.3 华村隧道交叉段支护衬砌断面29

4.3 立体交叉段开挖方式的选择32

4.3.1 上下台阶法与双侧壁导坑开挖方式的比较32

4.3.2 采用上下台阶法施工33

5 基于ABAQUS新建隧道施工和运营对既有隧道结构力学响应分析33

5.1 有限元软件ABAQUS程序算法原理34

5.1.1 ABAQUS有限元软件简介34

5.1.2 ABAQUS分析模型34

5.1.3 有限元基本方程36

5.2 计算模型36

5.2.1 有限元模型37

5.2.2 边界条件37

5.2.3 计算参数38

5.2.4 计算分步38

5.3 数值模拟结果分析39

5.3.1 初始地应力39

5.3.2 嘉华隧道交叉段开挖后的变形40

5.3.3 华村隧道交叉段开挖后的变形41

5.3.4 华村隧道爆破施工数值模拟45

5.4 华村隧道运营车载数值模拟分析51

5.5 嘉华隧道混凝土衬砌结构振动加速度测试52

5.5.1 加速度传感器的选择52

5.5.2 测点布置及测试方案53

5.5.3 动态测试数据分析与处理53

6 既有隧道衬砌结构动力可靠性研究58

6.1 爆破地震作用下结构的破坏准则与破坏机制58

6.1.1 结构的破坏准则58

6.1.2 结构的破坏机制59

6.2 爆破地震作用下既有隧道衬砌结构的动力可靠度分析62

6.2.1 随机过程的交差问题62

6.2.2 基于泊松过程法的随机结构的首次超越可靠性分析64

6.2.3 基于瑞雷分布法和正态分布法的动力可靠性计算65

6.2.4 基于首次超越破坏准则结构动力可靠性分析66

7 城市超小净距立体交叉隧道施工技术70

7.1 华村隧道施工特点概述70

7.2 华村隧道施工方法研究71

7.2.1 施工方案的制订71

7.2.2 施工控制要点71

7.2.3 施工方法的比选72

7.3 施工及开挖方案经济性分析75

7.3.1 华村隧道盾构法与新奥法施工经济性比选75

7.3.2 立体交叉段隧道新奥法开挖方案施工经济性比选76

7.4 新建隧道与既有隧道交叉段的钻爆设计与施工77

7.4.1 上台阶参数的确定77

7.4.2 采用凸形断面掘进77

7.4.3 爆破参数的确定78

7.4.4 隧道爆破安全允许振速的建议值79

7.4.5 上台阶施工80

7.5 初期支护及二次衬砌施工技术研究84

7.5.1 初期支护施工84

7.5.2 二次衬砌钢模板台车的研制86

7.6 华村隧道的加固措施88

7.7 信息法施工89

8 城市超小净距交叉隧道信息化施工技术研究91

8.1 隧道信息化施工技术概述91

8.1.1 隧道信息化施工方法91

8.1.2 隧道信息化施工特点92

8.2 新建隧道新奥法施工常规量测93

8.2.1 常规量测的原理及方法93

8.2.2 数据处理及应用94

8.2.3 量测数据分析95

8.2.4 数据分析结果101

8.2.5 信息化施工对城市超小净距交叉段施工的重要性101

9 新建隧道施工爆破地震波监测103

9.1 爆破地震波的基本理论103

9.1.1 爆破地震波的形成和种类104

9.1.2 爆破地震波的相关参数104

9.1.3 爆破地震波的能量104

9.1.4 爆破地震波的辐射半径105

9.1.5 爆破地震波的振幅105

9.1.6 爆破地震波的周期和频率107

9.2 爆破地震波的安全评判标准108

9.2.1 我国原有的安全判据108

9.2.2 现有安全判据108

9.3 爆破地震波测试系统109

9.3.1 测试目的109

9.3.2 测试系统110

9.3.3 测试参数112

9.3.4 数据分析112

9.4 爆破地震波监测结果分析113

9.4.1 监测数据113

9.4.2 数据分析原理113

9.4.3 爆破地震波振动数据回归分析115

9.4.4 爆破地震频率分析116

9.5 爆破参数优化调整及爆破振动控制技术116

9.5.1 爆破参数优化116

9.5.2 爆破振动控制技术116

9.5.3 控制循环进尺117

9.5.4 布置减振孔与减振带117

9.6 对新建隧道施工爆破地震波监测的评价117

参考文献118

后记121