本书系统提出了一种针对盾构隧道管片接头的预应力纤维复合材料（FRP）加固技术，尤其是以玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）为代表，通过预应力技术有效提升加固材料的利用效率，改善结构的抗弯刚度、承载能力并抑制裂缝扩展，具有显著的主动性优势。书中详细构建了管片纵缝及环缝接头的预应力加固力学模型，研发了相应的加固装置，开展了系统的试验验证与数值模拟分析，并提出了精确的设计计算方法与施工工艺流程，验证了其在控制变形与荷载传递效率上的突出优势。 此外，本书创新性地融合了智能建造技术，建立了基于机器学习的外部荷载反演方法，开发了基于数字孪生技术的智能加固维护系统，实现了隧道结构全生命周期的动态监测、数据驱动的实时评估与维护决策。这种智能化集成应用体系可显著提高盾构隧道的运维效率和安全性。

第1章 绪论
1.1 引言
1.2 盾构隧道管片病害分析研究进展
1.3 盾构隧道管片加固技术研究进展
1.3.1 纵向接缝主动加固技术体系研究进展
1.3.2 环向接缝加固技术研究进展
1.4 纤维复合材料预应力加固技术
1.4.1 碳纤维复合材料（CFRP）预应力加固技术研究进展
1.4.2 玄武岩纤维复合材料（BFRP）预应力加固技术研究进展
1.5 本书的主要内容与结构框架
第2章 盾构隧道衬砌结构特性与安全风险原因分析
2.1 衬砌断面的选型
2.2 衬砌断面的形式
2.3 盾构隧道衬砌的构成
2.3.1 一次衬砌结构
2.3.2 二次衬砌结构
2.4 管片的构造
2.4.1 衬砌圆环的构成及分块
2.4.2 管片几何参数
2.4.3 管片接头构造
2.4.4 其他构造
2.5 盾构隧道安全风险原因分析
2.5.1 土层荷载因素
2.5.2 施工因素
2.6 本章小结
第3章 现有管片加固技术分析
3.1 传统加固技术
3.1.1 钢板加固技术
3.1.2 FRP加固技术
3.1.3 注浆加固技术
3.2 新型加固技术
3.2.1 形状记忆合金加固技术
3.2.2 UHPC加固技术
3.2.3 复合腔体衬砌加固技术
3.3 体外预应力碳纤维复合材料加固技术
3.4 体外预应力纤维复合材料加固与其他加固技术对比
3.5 本章小结
第4章 体外预应力纤维复合材料加固纵缝接头设计方法
4.1 预应力玄武岩纤维包芯螺杆加固装置设计
4.2 预应力纤维复合材料加固纵缝接头试验研究
4.2.1 试件设计
4.2.2 试验加载系统
4.2.3 管片环内力学响应计算
4.2.4 加载过程
4.2.5 试验测量布置
4.2.6 螺栓和橡胶密封垫片材料性能
4.2.7 试验结果
4.3 预应力纤维复合材料加固纵缝接头数值模拟
4.3.1 加固装置设计验算
4.3.2 修复加固纵缝接头数值模拟
4.4 预应力纤维复合材料加固纵缝接头计算理论
4.4.1 预应力纤维复合材料加固纵缝接头基本原理
4.4.2 纵缝加固参数设计
4.4.3 螺栓拉力计算
4.4.4 预应力施加及后续计算
4.4.5 接头受力演化力学模型
4.4.6 试验与预测结果对比
4.5 纵缝接头加固设计计算实例
4.5.1 管片纵缝接头内力计算分析
4.5.2 接头变形与加固计算分析
4.6 本章小结
第5章 体外预应力纤维复合材料加固盾构管线纵向变形设计方法
5.1 预应力纤维复合材料加固环缝接头试验研究
5.1.1 试件设计
5.1.2 试验加载系统及制度
5.1.3 试验测量布置
5.1.4 试验结果
5.2 预应力纤维复合材料加固环缝接头数值模拟
5.2.1 加固装置设计验算
5.2.2 环间接头模型
5.2.3 材料属性
5.2.4 模拟计算结果
5.3 管线纵向力学响应分析
5.3.1 Winkler地基梁基本原理
5.3.2 Pasternak地基梁基本原理
5.3.3 管线纵向内力计算理论
5.4 预应力纤维复合材料加固环缝接头基本原理
5.5 预应力纤维复合材料加固环缝接头计算理论
5.5.1 纵缝加固参数设计
5.5.2 环间接头转角计算
5.5.3 接头螺栓应力计算
5.5.4 接头等效抗弯刚度计算
5.5.5 预应力修复效果
5.6 环缝加固计算实例
5.6.1 管线挠度及环间接头弯矩计算分析
5.6.2 管片环间接头转角、张开量及螺栓应力分析
5.6.3 加固计算分析
5.7 本章小结
第6章 智能建造技术在预应力加固中的集成应用
6.1 基于机器学习的隧道外部荷载反演方法
6.1.1 机器学习基本理论
6.1.2 基于神经网络的隧道外部荷载反演模型
6.1.3 反演方法评价
6.2 基于数字孪生的隧道加固维护系统设计
6.2.1 概述
6.2.2 数字孪生系统相关技术简介
6.2.3 系统操作界面设计及功能实现
6.2.4 加固报告的自动生成
6.3 物联网芯片与数据监测系统
6.3.1 物联网硬件选型
6.3.2 无线数据传输协议
6.3.3 基于物联网芯片的数据监测技术实现
6.4 本章小结
附录
参考文献