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1 绪论1

1.1 引言1

1.2 挡土结构土拱效应研究现状2

1.2.1 挡土墙试验国外学者研究现状2

1.2.2 挡土墙平移模式下的土压力研究现状3

1.2.3 考虑位移模式的挡土墙土压力研究现状12

1.2.4 考虑位移关系的挡土墙土压力研究现状12

1.2.5 考虑有限填土的挡土墙土压力研究现状13

1.2.6 数值模拟研究现状14

1.2.7 挡土墙土拱效应研究趋势15

1.3 研究内容15

2 平移模式下的黏性土填料主动土压力研究16

2.1 引言16

2.2 侧向主动土压力系数求解19

2.2.1 主应力旋转19

2.2.2 黏性土库仑滑裂面倾角计算22

2.3 土拱形状研究26

2.4 竖向平均应力求解27

2.4.1 分析模型对比27

2.4.2 侧向主动土压力系数变换原理29

2.4.3 张拉裂缝高度的影响29

2.4.4 平移模式下的考虑土拱效应主动土压力计算公式30

2.5 影响规律研究32

2.5.1 应力状态法与静力平衡法计算区别32

2.5.2 黏性土挡土墙土压力变化规律35

2.6 试验验证36

2.6.1 Tsagareli试验36

2.6.2 周应英试验38

2.6.3 赵恒惠试验38

2.6.4 四川省建筑科学研究所试验39

2.7 本章小结40

3 不同位移模式黏性土填料主动土压力研究41

3.1 引言41

3.2 侧向主动土压力系数42

3.3 主动层间摩擦系数42

3.4 平均竖向应力求解42

3.5 影响规律及折减系数的研究45

3.5.1 影响规律研究45

3.5.2 对折减系数ξ的讨论45

3.6 试验验证48

3.7 本章小结50

4 邻近地下室外墙影响下的主动土压力研究51

4.1 引言51

4.2 侧向主动土压力系数52

4.3 竖向平均应力求解54

4.4 邻近地下室外墙的主动土压力求解56

4.5 试验结果58

4.5.1 砂性土土压力计算研究58

4.5.2 黏性土土压力计算研究60

4.6 本章小结62

5 考虑土拱效应的主动土压力与被动土压力统一解研究64

5.1 引言64

5.2 侧向土压力系数统一解69

5.3 竖向平均应力求解71

5.4 基于统一解下的土压力合力及作用点高度计算公式72

5.5 算例研究73

5.5.1 主动土压力计算研究73

5.5.2 被动土压力计算研究74

5.6 本章小结75

第6章 考虑土拱效应的挡土墙空间土压力计算方法76

6.1 引言76

6.2 考虑土拱效应的挡土墙空间土压力研究81

6.2.1 计算模型82

6.2.2 主动土压力计算83

6.2.3 挡土墙空间主动土压力合力89

6.2.4 算例研究91

6.3 临近地下室外墙影响下的挡土墙空间土压力研究94

6.3.1 计算模型94

6.3.2 主动土压力计算97

6.3.3 挡土墙空间主动土压力分布101

6.3.4 算例研究101

6.4 本章小结104

7 基于土拱效应的盾构开挖面稳定性计算106

7.1 引言106

7.2 盾构开挖面稳定性研究现状107

7.2.1 理论研究现状107

7.2.2 试验研究现状113

7.2.3 数值模拟现状115

7.3 考虑横向土拱作用的迎坡条件下盾构隧道开挖面稳定性研究116

7.3.1 迎坡条件下盾构开挖面极限支护力117

7.3.2 滑动面倾角α120

7.3.3 线路纵坡坡度的影响分析123

7.4 考虑土拱效应的盾构隧道开挖面稳定性研究124

7.4.1 α、β角的取值126

7.4.2 上部覆土压力计算127

7.4.3 算例分析133

7.5 本章小结134

8 盾构刀盘扭矩计算与试验验证136

8.1 引言136

8.2 盾构机刀盘扭矩计算国内外研究137

8.3 土压平衡盾构刀盘扭矩修正模型140

8.3.1 平面应变条件下的SMP准则140

8.3.2 修正前后内摩擦角比较141

8.3.3 刀盘扭矩修正计算143

8.4 模拟盾构掘进机刀盘扭矩试验研究148

8.4.1 相似模拟设计148

8.4.2 φ600mm模拟盾构掘进机刀盘扭矩的试验研究149

8.4.3 试验参数的确定150

8.4.4 试验结果分析152

8.5 本章小结154

9 主要结论155

9.1 结论155

9.2 展望156

参考文献157

近期已发表或已录用的相关学术论文168