第1章 绪论
1.1 问题的提出
1.2 国内外研究现状
1.2.1 盾构隧道接缝防水性能试验方法
1.2.2 盾构隧道接缝密封垫数值模拟方法
1.2.3 盾构隧道接缝局部渗漏流固耦合分析
1.3 本书内容
第2章 盾构隧道接缝密封垫接触力学特性物理试验方法
2.1 概述
2.2 接触应力精细化试验方法
2.2.1 试验原理
2.2.2 试验设计
2.2.3 试验方案
2.3 无水压作用的力学试验结果
2.3.1 接触应力空间分布
2.3.2 平均接触应力分析
2.4 水压作用的力学试验结果
2.5 本章小结
第3章 盾构隧道接缝密封垫渗漏特性物理试验方法
3.1 概述
3.2 依托工程介绍
3.2.1 衬砌结构设计
3.2.2 接缝防水构造
3.2.3 防水设计要求
3.3 试验方案
3.3.1 试验装置
3.3.2 试件设计与制作
3.3.3 测试密封垫断面
3.3.4 接缝防水性能试验
3.3.5 密封垫力学压缩试验
3.4 试验结果
3.4.1 接缝防水性能试验
3.4.2 密封垫力学压缩试验
3.5 接缝变形与密封垫细部构造影响下的防水性态分析
3.5.1 一字缝和T字缝防水性能试验结果的对比
3.5.2 接缝错位量对接缝防水能力的影响
3.5.3 密封垫硬度对接缝防水能力的影响
3.5.4 接缝防水性能和密封垫力学特性的相关性
3.5.5 密封垫内部孔洞结构对接缝防水能力的影响
3.5.6 渗漏位置及管片沟槽局部破损的影响
3.6 本章小结
第4章 盾构隧道接缝密封垫渗漏水失效机理
4.1 概述
4.2 侧向水压作用下的密封垫密封防水失效解析模型
4.3 有限元模型及验证
4.3.1 有限元模型的建立
4.3.2 模型验证
4.4 侧向水压对密封垫的影响
4.4.1 变形模式
4.4.2 接触应力分布
4.5 接缝密封垫的防水渐进失效过程
4.5.1 基本假设
4.5.2 防水失效机理
4.6 接缝不连续变形状态对密封垫接触应力的影响规律
4.6.1 参数取值范围
4.6.2 接缝张开的影响
4.6.3 接缝错位的影响
4.6.4 接缝正张开角的影响
4.6.5 接缝负张开角的影响
4.7 本章小结
第5章 盾构隧道接缝密封垫渗漏特性数值模拟方法
5.1 概述
5.2 管片接缝单道密封垫防水能力计算模型框架
5.2.1 求解器
5.2.2 密封垫超弹性材料特性本构模型
5.2.3 适用于分析材料大变形的网格重划算法
5.2.4 模拟接缝渗漏过程的流体压力渗透荷载技术
5.2.5 模型分析步骤
5.3 接缝防水能力精细计算模型的验证
5.3.1 算例1——密封垫力学压缩模拟
5.3.2 算例2——接缝渗漏水压预测
5.4 参数敏感性分析的参数确定和取值区间
5.5 主要参数对接缝防水能力的影响规律
5.5.1 接缝张开量
5.5.2 接缝错位量
5.5.3 接缝正张开角
5.5.4 接缝负张开角
5.5.5 沟槽侧边角度
5.5.6 沟槽底部宽度
5.5.7 密封垫硬度
5.5.8 密封垫-沟槽接触面摩擦系数
5.5.9 密封垫-密封垫接触面摩擦系数
5.5.10 参数分析总结
5.6 管片接缝双道密封垫防水能力计算模型框架
5.6.1 计算框架
5.6.2 对比验证
5.6.3 防水增强效应
5.7 本章小结
第6章 盾构隧道接缝密封垫精细化设计方法
6.1 概述
6.2 精细化设计方法的核心步骤
6.3 工程应用
6.3.1 工程概况
6.3.2 设计参数与准则
6.3.3 有限元分析模型
6.3.4 试验前有限元预分析
6.3.5 试验评价
6.3.6 试验后有限元扩展分析
6.3.7 工程应用效果
6.4 本章小结
第7章 盾构隧道接缝密封垫渗流特性分析方法
7.1 概述
7.2 弹性不透水介质接触面渗流机理
7.2.1 基本假定
7.2.2 渗流控制方程与边界条件
7.2.3 方程求解方法
7.2.4 渗流影响因素分析
7.3 基于Cohesive单元的接触面渗流特性
7.3.1 Cohesive单元基本原理
7.3.2 Cohesive单元参数选取及敏感性分析
7.3.3 数值模拟与解析对比
7.4 弹性密封垫渗流特性数值分析模型
7.4.1 数值分析模型
7.4.2 密封垫硬度对渗流特性的影响
7.4.3 密封垫断面形式对渗流特性的影响
7.5 本章小结
第8章 局部接缝渗漏条件下盾构隧道流固耦合计算模型
8.1 概述
8.2 考虑局部渗流的盾构隧道流固耦合模型
8.2.1 土体应力场与渗流场耦合控制方程
8.2.2 盾构隧道结构局部渗流流固耦合模型
8.2.3 模型计算流程
8.3 考虑管片接头渗流的盾构隧道流固耦合数值计算模型
8.3.1 模型尺寸与组成
8.3.2 土层与隧道材料参数
8.3.3 基于子程序DFLOW的渗流边界条件二次开发
8.3.4 计算步骤与工况
8.4 基于管片接头流固耦合模型的盾构隧道衬砌结构分析
8.4.1 管片结构内力
8.4.2 管片结构变形
8.4.3 隧道及地表沉降
8.4.4 隧道各接头渗流量与周围孔压变化
8.4.5 接头刚度与弹性密封垫防水性能下降的影
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