隧道岩体力学计算方法优缺点

⑴ 隧道地质超前预报方法优缺点

超前地质预报或隧道超前地质预报是在隧道开挖时，对掌子面前方的围岩与地层情况做出超前预报。
地震法是当前隧道中长期超前预报的主流方法。它包括：HSP、TSP、TGP、TRT、TST、负视速度等各种方法。
TSP隧道地质超前预报：
其工作原理是利用在隧道围岩以排列方式激发弹性波，弹性波在向三维空间传播的过程中，遇到声阻抗界面，即地质岩性变化的界面、构造破碎带、岩溶和岩溶发育带等，会产生弹性波的反射现象，这种反射波被布置在隧道围岩内的检波装置接收下来，输入到仪器中进行信号的放大、数字采集和处理， 实现 拾取掌子面前方岩体中的反射波信息，达到预报的目的。

其中TSP、TGP、TRT应用的是反射理论，尚需在小孔径偏移成像病态问题方面进行努力。
TST隧道地质超前预报：
该方法充分认识三维波场的复杂性，能进行方向滤波，仅保留掌子面前方的回波，避免现行超前预报方法中虚报、误报率高的技术缺陷。能准确确定掌子面前方围岩波速分布，为岩体工程类别判定提供依据，同时避免现行方法预报位置不准确的缺陷。

TST地质超前预报技术具有如下优点：[1]
1. TST隧道超前预报技术是国内外唯一的实现了地下三维波场识别与分离的超前预报技术，有效消除侧向波和面波干扰，保证成像的真实性；

2. TST是唯一的实现了围岩波速精确分析的超前预报技术，保证构造定位的精确性；

3. TST是建立在逆散射成像原理基础上的超前预报技术，与传统的反射地震技术相比具有更高的分辨率。同时运用了地震波的运动学和动力学信息，不但可精确确定地质构造的位置，同时获得围岩力学性状的空间变化；

4. TST采用独特专业设计的观测方式，保证观测数据同时满足围岩波速分析、三维波场分离和方向滤波的需要。
HSP隧道地质超前预报：
该方法和地震波探测原理基本相同，其原理是建立在弹性波理论的基础上，传播过程遵循惠更斯-菲涅尔原理和费马原理。本方法探测的物理前提是岩体间或不同地质体间明显的声学特性差异。测试时，在隧道施工掌子面或边墙一点发射低频声波信号，在另一点接收反射波信号。采用时域、频域分析探测反射波信号，进一步根据隧道施工掌子面地质调查、地面地质调查及利用一隧道超前施工段地质情况推测另一平行隧道施工掌子面前方地质条件的预报方法，便可了解前方岩体的变化情况，探测掌子面前方可能存在的岩性分界、断层、岩体破碎带、软弱夹层、以及岩溶等不良地质体的规模、性质及延伸情况等。

编辑本段高密度电法超前预报
我国南方岩溶发育， 地质构造复杂，地下水丰富。为确保工程质量与安全，适于采用高密度电法沿隧道轴线进行勘探的方法和地震法结合的超前预报方法。高密度电法将整个山体成像，找到溶洞等含水带；进一步结合地震法超前预报对隧道掌子面前方的地质结构进行预报。结果更加可靠。

例如：

下图为某岩溶发育带的隧道。图中红色表示高阻区，导电性不好，岩体干燥、致密、稳定性好。蓝色区代表低阻，导电性好，岩体破碎，含水量大，与断裂带、含水带、填充溶洞有关。蓝色区是隧道开挖中易发生坍塌涌水灾害的地段，应特别注意。隧道长近800m，最大埋深250m，进口段为灰岩，出口段为泥质砂岩。探测发现灰岩段有大小7个岩溶发育，有4个与隧道相交。3个与地表落水洞相通，3个连接地下河。开挖中都得到证实。由于采取了预防措施，安全通过。其中k40+250处的溶洞截面20mx 30m，上通地表，下可通到地下暗河。隧道中架桥通过溶洞区。通过应用地形与电阻率校正软件，得到准确的结果

⑵ 岩石力学的研究方法有哪些，有什么区别

岩石力学的研究方法主要是：科学实验和理论分析。科学实验包括室内试验、野外试验和原型观测（监控）。室内试验一般分为岩块（或称岩石材料，即不包括明显不连续面的岩石单元）试验和模型试验（主要是地质力学模型试验和大工程模拟试验）。野外试验和原型观测是在天然条件下，研究包括有不连续面的岩体的性状，是岩石力学研究的重要手段，也是理论研究的主要依据。理论分析是对岩石的变形、强度、破坏准则及其在工程上的应用等课题进行探讨。在这方面，长期以来沿用弹性理论、塑性理论和松散介质理论进行研究。由于岩石力学性质十分复杂，所以这些理论的适用范围总是有限的。近年来，虽然发展了一些新的理论（如非连续介质理论），但都不够成熟。1960年代以来，数值分析方法和大型电子计算机的应用给岩石力学的发展创造了有利条件。用这种方法和计算设备可以考虑岩石的非均质性，各向异性，应力－应变的非线性和流变性，粘、弹、塑性，等等。但是由于当前岩石力学的试验方法较落后，还无法为计算提供准确的参数及合适的边界条件，使计算技术的应用受到影响。
在研究中，一般应注意以下三个基本问题：①岩石是一种复杂的地质介质，研究工作都须在地质分析，尤其是在岩体结构分析的基础上进行；②研究岩石力学的电要目的是解决工程实际问题，由于在工程实践中岩石力学涉及地球物理学、构造地质学、实验技术、计算技术、施工技术等学科，因此有关学科的研究人员以及工程勘测设计，施工人员的密切合作至关重要；③岩石性质十分复杂，目前使用的理论和方法还不能完全描述自然条件，因此强调在现场对岩石的性状进行原型观测，并利用获得的资料验证或修改理论分析结果和设计方案。对工程实践而言，岩体中的非连续面和软弱夹层往往是控制岩体稳定的主导因素。它们的力学特性，特别是流变性及其对建筑物的影响，日益受到重视。

⑶ 隧道计算理论松弛荷载理论和围岩承载理论有什么区别

两种理论分别为
1）按松散体理论计算围岩压力，当地下结构上覆岩层较薄时。通常认为覆盖层全部岩体重量作用于地下结构。这时地下结构所受的围岩压力就是覆盖层岩石柱的重量。深埋结构是指地下结构的埋深大到这样一种程度，以致两侧摩擦阻力远远超过了滑移柱的重量，深埋结构的围岩压力是研究地下洞室上方一个局部范围内的压力现象部分岩体的稳定性，这部分岩体称为岩石拱，只有以下岩体重量对结构产生压力，称此为压力拱，为二次抛物曲线。水平围岩压力只对较松软的岩层才考虑。由于围岩隆起而对衬砌底板产生的作用力叫底部围岩压力
2）按弹塑性体理论计算围岩压力

⑷ 岩体力学的研究方法

岩体力学研究采用下列方法： 在研究岩体地质特征和地质环境的基础上，根据岩体力学介质类型，分别采用不同的力学理论和不同的分析方法，对岩体的变形和稳定性进行力学分析。 综合分析法。利用不同的力学理论和不同的分析方法，分析岩体的变形和稳定性，最后通过分析对比和综合判断，获得比较符合实际的结论。

⑸ 轨道交通区间隧道的施工方法有那些各有什么优缺点

一、明挖法

明挖法施工的地下铁道区间隧道结构通常采用矩形断面，一般为整体浇注或装配式结构，其优点是其内轮廓与地下铁道建筑限界接近，内部净空可以得到充分利用，结构受力合理，顶板上便于敷设城市地下管网和设施。

缺点：

1、断面尺寸多变的区段适应能力差；

2、新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不经济。

二、顶进法

顶进法又称顶管法，是利用机械力将预制钢筋混凝土箱形框架或钢质管道顶入地层中的一种施工方法，主要适用于土层，在软岩和其他松软地层中也有使用。

优点：顶进法对于长距离运输，具有很大的发展潜力。

缺点：

1、曲率半径小而且多种曲线组合在一起时，施工就非常困难；

2、在软土层中容易发生偏差，而纠正这种偏差又比较困难，管道容易产生不均匀下沉；

3、推进过程中如果遇到障碍物时处理这些障碍物则非常困难；

4、在覆土浅的条件下显得不很经济。

(5)隧道岩体力学计算方法优缺点扩展阅读：

施工时注意的问题：

（1）严格按新奥法原则组织施工，加强监控量测工作，用量测信息指导施工，及时反馈信息以修正设计和采取应急措施。量测数据应及时整理分析，并应及时预报变位状况，以便修改设计，或制定加强措施，防止坍塌。

（2）隧道施工放样应保证精度。施工时应根据隧道各主要控制点的坐标计算隧道的长度和方向，并据此实地放线。为保证隧道底部按图纸所示的纵坡开挖并满足衬砌的正确放样，洞内每隔50米应设置一个水准点。

⑹ 小净距隧道围岩稳定性研究方法

通过对小净距隧道围岩稳定性影响因素、评价方法和指标等方面的综述，可将小净距隧道稳定性问题概括为小净距隧道结构力学和施工力学两大问题，即隧道的断面形状、尺寸、净距、埋深、围岩级别及周边其他环境条件等隧道结构尺寸和围岩体属性决定了小净距隧道开挖后的围岩应力、位移分布及围岩稳定性特征，这方面的研究可概括为小净距隧道的结构力学问题；小净距隧道的开挖和支护过程决定了围岩应力和位移的重新分布过程，由于围岩体存在材料和几何非线性及变形非连续性等特性，整个施工过程中的施工步（开挖和支护）设计及空间展开顺序决定了小净距隧道围岩的过程稳定性及最终力学状态，这方面的研究可概括为小净距隧道的施工力学问题。第一个问题的研究一般以静态为主，采用解析方法较为适宜；而第二个问题则以数值方法较为适宜。目前，对小净距隧道的研究以数值模拟和现场监控量测为主，辅以少量物理模拟（模型试验），而解析解的研究则相对乏匮。

（1）解析方法

解析方法是指采用数学力学的计算取得闭合解的方法。利用解析方法讨论隧道围岩稳定性的优势在于所获得的是精确解，对计算所涉及的各参数讨论比较方便并容易得到规律性的认识；不足在于要对求解的问题作一定简化且所用到的力学数学知识较多、公式推导过程繁琐，有时甚至难以完成。对净距较大的上下行隧道可认为两洞室的开挖没有相互影响，围岩稳定性可作单洞问题考虑，其平面力学问题可以看作单连通域问题。对断面形状为圆形的独立隧道，围岩应力和位移弹性解析解及弹塑性解析利用实变函数的相关知识即可获得，求解相对容易且研究成果较多，比较经典的有轴对称圆形巷道围岩弹性应力解^［74］、一般圆巷围岩的弹性应力解^［75］、轴对称圆巷的理想弹塑性解（卡斯特纳方程）^{［76，77］}和一般圆巷的弹塑性解^{［74，76，78］}等。对单洞非圆形巷道围岩应力和位移弹性解，则可用弹性力学的复变函数方法解决^{［74，75，79，80，82，83］}。陶履彬和侯学渊用轴对称的平面应变弹性理论分析了圆形隧道的应力场和位移场^［84］。日本的久保胜保将土体作为弹塑性和粘弹性材料，并考虑地层位移与时间的相关性研究了圆形隧道的非线性弹塑性的理论解^［83］。要获得复杂断面洞室围岩力学解析解，需通过保角变换建立单位圆与实际断面之间的映射函数，将以复杂洞室断面为边界的问题转变成以单位圆为边界的问题，然后进行应力和位移的求解。因此，此类问题中映射函数的求解是关键。对简单形状的孔口（如圆形、椭圆形等）能找出精确的映射函数，而对实际巷道只能采用近似法求解映射函数。由于近似映射函数求解方法的不成熟，所获得的函数应用上尚存一定困难，导致目前复杂断面隧道围岩应力和位移解析解的研究成果不多。朱大勇等^{［86，87］}将边界条件式中的映射函数组合用另一个级数展开式来代替，将两个待求解析函数展开成洛朗级数形式，采用数值计算方法获得了围岩应力的解析逼近解。吕爱钟、赵凯等^{［88，89］}，在具体求解问题时近似映射函数只取了3～5项。

地下双孔洞或多孔洞的平面问题在力学上属于双连通域和多连通域问题，其围岩应力和位移解析解求解过程较复杂。曾小青和曹志远^［90］利用经典的数学力学理论，对双孔隧道构造出沿横截面上周向和径向的半解析位移函数，实现了双孔洞相互作用问题的半解析化数值模拟。刘新宇^［91］用复变函数法对并行隧道相互影响机理进行了讨论。张路青、吕爱钟等^［92-96］开展了任意布置方式下两任意形状孔洞的围岩应力和位移解析方法研究。这些研究在地下双孔洞平面力学问题的解析解方面作了有益探索，但并未给出使用方便的一般性方法，且缺乏实际的应用研究，更未涉及小净距隧道。因此，应用解析法研究小净距隧道围岩稳定性问题尚属空白。

（2）数值方法

随着电子计算机的发展和普及，数值模拟已经成为岩石力学研究和工程设计的重要手段。目前，处理岩体工程中的数值模拟方法可以分为两大类：一类是将岩体视为连续介质，主要有有限元法和边界元法；另一类是将岩体视为非连续介质，充分考虑岩体结构特征，主要有离散单元法、关键块理论及不连续变形分析法。利用数值模拟研究小净距隧道工程，可以非常方便地模拟实际施工过程，有助于了解围岩应力和位移分布的演变过程及围岩稳定性状况，是确定最佳设计和施工方案的得力工具。Soliman et al.采用有限元数值分析，研究了双孔隧道不同开挖方法下围岩应力及位移相对变化^［97］；Chapman et al.通过平面数值模拟对伦敦粘土地层中小净距隧道施工引起的地表沉降进行了分析^［98］；Chehade＆Shahrour则通过数值模拟对小净距隧道双洞的空间布置位置和不同施工过程进行了参数分析，指出两隧道水平布置时引起地层位移最小，而垂直布置时引起地层位移最大^［99］；Wu.＆Chious和Siskind结合具体工程对两条软土盾构隧道的衬砌变形和地层移动进行了计算分析^{［100，101］}。刘艳青等介绍了招宝山小净距隧道的设计和施工，对隧道施工状态和围岩稳定性进行了数值模拟分析^［13］；胡元芳、卓效明对厦门仙岳山小线间距（净距）双线隧道的设计进行了计算分析^{［102，36］}。林立彬、赖德良、刘伟等、郑学贵等介绍了京福高速公路福建段小净距隧道群的设计和施工^{［103-106］}，利用经验公式和数值计算等手段对小净距隧道围岩压力的分布规律和影响因素进行了研究。

由此可见对小净距隧道施工过程的数值模拟，基本以有限元分析为主。研究从最初的采用释放系数模拟隧道开挖效应的平面应变分析方法，到可以模拟开挖、支护施工过程的三维模拟，所取得的成功经验为小净距隧道研究提供了有力支持。应该说有限元法本身计算的准确性和精度是毋庸置疑的，但在小净距隧道乃至所有地下工程中，针对相类似的工程分析结果往往差异较大，且计算结果与实际情况之间也存在着一定的差距，这与计算时材料模型选取、计算参数取值、计算模式确定及对问题的简化程度等方面是有关的，因此对于数值模拟当前采取的是“定量分析，定性应用”理念^［107］。在运用有限元法进行计算时，应注意以下几点：一是岩体参数取值的可靠性与准确度，主要是地应力和岩体力学参数；二是围岩力学模型选用的正确性；三是有限元非线性计算的收敛情况。

（3）模型试验

物理模型试验是解决岩体工程问题的重要手段，这种试验技术能把工程结构与围岩作为统一体考虑，较好地反映岩体特性且能模拟复杂工程结构与地质环境。只要能满足一定的相似关系，不必建立复杂的本构关系或进行严密的计算分析，可直接通过测试得出结果，省去了数学、力学计算上的麻烦。隧道模型试验能准确、真实、全面和直观地反映隧道开挖过程中围岩与支护体系各方面的变化和影响，使人们更容易全面把握工程岩体的整体受力特征、变化趋势及稳定性。一方面可以与数学模型相互验证，另一方面也为发现一些新的力学现象和规律，为建立新的计算理论和数学模型提供重要的依据，因此物理模型试验倍受各国岩土工程界的关注。

综合国内外的文献，小净距隧道工程模型试验研究内容大致集中在以下几个方面：①合理净距研究。姜汶泉等、杨龙伟^{［108，109］}采用物理相似模型试验，模拟了毛洞及不同加固支护状态下洞周位移增量、围岩压力等参数随净距变化的规律，得到不同围岩级别下的小净距隧道的“合理”净距；②不同围岩条件、不同施工方法对隧道围岩稳定性影响的研究。黄伦海等^［110］通过对福建三福高速公路两小净距公路隧道施工的相似模拟试验研究，得到了小净距公路隧道在相似模拟开挖中的位移规律和隧道围岩最终位移；姚勇等^［111］利用模型试验对洞口小净距段岩墙的加固措施、开挖方式及支护体系等施工方案进行了研究，提出了该段合理的施工方法和岩墙加固措施的建议；③隧道围岩破坏试验研究。田志宇^［12］通过无支护模型试验探讨了不同围岩级别条件下的隧道破坏情况，揭示了小净距隧道的破坏规律。

由此可见，作为小净距隧道研究的重要手段，模型试验开展了围岩稳定性破坏试验研究、围岩和支护相互作用研究、施工方案以及合理净距问题研究等。加载方式主要通过超载即“先开洞，后加载”的方法实现，通过研究揭示围岩应力和位移的发生和发展过程，其目的是找出围岩的薄弱环节，从而对合理净距确定、施工方案选择以及支护措施的采取提供依据。但模型试验也存在尺寸效应、试验难度大以及费用高等不足，模型试验宜和数值方法有机结合。选择合适的加载方式、开展三维模型试验以及对围岩破坏机理进行系统研究将是小净距模型试验的主要发展方向。

（4）监控量测

新奥法在我国地下工程特别是隧道工程中得到了较广泛的应用，与常规施工技术相比，其显着的优点是柔性支护设计且工程造价较低。作为新奥法施工基本要素之一的监控量测，主要作用和目的是掌握围岩变形动态和支护结构的工作状态。通过相似工程的监测信息资料累积，可为隧道合理施工方法选取、净距优化、结构支护参数设计等方面积累经验并完善隧道设计施工技术。小净距隧道施工过程中监控量测工作是必不可少的且作用非常明显。

国内外研究人员针对各自参与的小净距隧道工程，进行了大量有意义的监测工作和相关研究。Lo et al.对四孔平行隧道作了多隧道相互影响的现场量测试验^［112］。Brox＆Hage-dom^［113］对某三车道小净距隧道进行了拱顶下沉变形监测，指出可通过减少开挖进尺、采用超前导洞法开挖以避免产生过大变形；刘艳青等^［13］对招宝山隧道施工中地面沉降、洞周收敛、拱顶下沉、支护结构应变及爆破破坏深度等进行了系统测试工作；林立彬^［103］、黄波^［114］等对京福高速公路福建段金旗山小净距隧道的洞身开挖和锚喷支护的效果进行了监控量测。从已有的小净距隧道监控量测研究成果看，不同隧道监控量测的控制标准是不同的，特别是洞周围岩变形当前仍然参照《公路隧道施工技术规范》对分离式独立双洞洞周围岩变形的限制标准，显然对小净距隧道是不适宜的，从定性上讲后者的控制标准应该更严格，但这种标准严格到什么程度，需要结合更多大量的工程监测实践进行研究。

⑺ 隧道及地下工程的工程种类

由于城市的不断扩大和发展，市内地面运输已经不能满足交通要求，修建地下铁道成为最有效的手段之一。世界上有80多个城市已修建或正在修建地下铁道，中国北京已修建了40.1公里地铁，天津已建地铁7.2公里，其他大城市正在规划中。
地下铁道的优点是:和其他城市运输类型相比较,其运送能力最大；由于没有平面交叉和采取自动闭塞信号，可以保证通行安全；地铁各列车间的间歇时间可以很短，给旅客以很大方便；噪声小，保护环境条件好。地下铁道还必须和地面其他运输类型及相应设施彼此配合，才能发挥更好的作用。近20～30年来，在某些国家的大城市（如日本东京、大阪等地）和地铁相配合还修建了具有相当规模的地下街和地下商场等。地铁的缺点是：固定运营费用比重较大，只有客流密度很大时才是经济合理的。 ISBN：9787302346098定价：58元印次：1-1装帧：平装印刷日期：2014-1-17
出版社：清华大学出版社 第1章绪论
1.1隧道及地下工程基本概念
1.2隧道及地下工程的分类及作用
1.2.1隧道工程的分类及作用
1.2.2地下工程的分类及作用
1.3隧道及地下工程的发展历程
1.3.1隧道及地下工程的发展历史
1.3.2我国隧道及地下工程的发展概况
1.3.3国外隧道及地下工程的发展概况
1.4本课程的研究内容及任务
习题
第2章隧道及地下工程特性及利用形态
2.1隧道及地下工程的特性
2.1.1工程特性
2.1.2空间特性
2.1.3经济性及可持续性
2.1.4隧道及地下工程的优缺点
2.2隧道及地下工程的利用形态
习题
第3章隧道及地下工程选址与方案比选
3.1规划原则
3.2调查和勘测
3.2.1调查
3.2.2勘测
3.3隧道工程选址及方案比选
3.3.1位置选择
3.3.2方案比较
3.3.3隧道洞口位置的选定
3.4其他地下工程选址
3.4.1地下铁道选址
3.4.2地下(商业)街、地下停车场选址
3.4.3伴随科学技术发展而利用的地下工程选址
3.4.4防御和减少灾害的地下设施选址
习题
第4章隧道及地下工程平、纵断面设计
4.1铁路隧道平、纵断面设计
4.1.1平面设计
4.1.2纵断面设计
4.2公路隧道平、纵断面设计
4.2.1平面设计
4.2.2纵断面设计
4.2.3连接线
4.3其他地下工程平、纵断面设计
4.3.1地下铁道
4.3.2地下街
4.3.3地下停车场
4.3.4地下综合体
4.3.5地下共同沟
习题
第5章隧道及地下工程结构构造
5.1隧道洞身衬砌
5.1.1衬砌类型
5.1.2衬砌结构构造
5.1.3衬砌的一般构造要求
5.2明洞
5.2.1拱式明洞
5.2.2棚洞
5.3隧道洞口景观与结构
5.3.1隧道洞口景观设计原则
5.3.2隧道洞门分类
5.4隧道附属建筑物
5.4.1通风建筑物
5.4.2避车洞
5.4.3防排水建筑物
5.4.4电缆槽及高低压供电
5.4.5伸缩缝、沉降缝与施工缝
5.5其他地下工程结构构造
习题
第6章隧道及地下工程的地质环境
6.1概述
6.2围岩的工程性质
6.2.1岩体的变形特性
6.2.2循环荷载作用下岩体的变形特性
6.2.3岩体的强度
6.2.4岩体的流变特性
6.2.5岩体结构分类及其破坏特征
6.3围岩的初始应力场
6.3.1围岩初始应力场的组成
6.3.2初始应力场的变化规律
6.3.3围岩初始应力场的确定方法
6.4地下洞室围岩分级的影响因素和指标
6.4.1影响围岩稳定性的主要因素
6.4.2围岩分级(类)的因素指标及其选择
6.4.3围岩分级(类)的发展方向
6.5国内外主要地下工程围岩分级（类）标准
习题
第7章隧道及地下结构设计原理与方法
7.1概述
7.2隧道及地下结构的设计原则与设计内容
7.2.1隧道及地下结构的形式的选择
7.2.2围岩与支护结构的相互作用机理
7.2.3支护结构的基本要求
7.2.4地下结构的设计内容
7.3隧道及地下结构体系的计算模型
7.3.1建立计算模型的原则
7.3.2常用的计算模型
7.4围岩压力
7.4.1围岩压力分类
7.4.2确定围岩松动压力的方法
7.5隧道及地下结构体系设计计算方法
7.5.1结构力学方法
7.5.2岩体力学方法
7.5.3以围岩分级为基础的经验设计方法
7.5.4监控设计方法
7.6隧道及地下结构有限元分析
习题
第8章隧道及地下工程的施工方法
8.1隧道及地下工程施工概述
8.1.1隧道及地下工程施工的基本概念
8.1.2隧道及地下工程施工的特点
8.1.3隧道及地下工程施工方法及其选择
8.1.4隧道及地下工程施工技术的发展
8.2开挖、钻爆和装渣运输
8.2.1开挖方法及掘进方式
8.2.2爆破施工技术
8.2.3装渣运输方法
8.3新奥法
8.3.1新奥法的概念与原则
8.3.2新奥法理论要点及施工要点
8.3.3新奥法适用范围
8.4新意法
8.4.1新意法概念
8.4.2相关概念
8.4.3新意法隧道设计施工程序
8.4.4新意法与新奥法的比较
8.5其他施工方法
8.5.1浅埋暗挖法
8.5.2挪威法
8.5.3明挖法
8.5.4盖挖法
8.5.5掘进机法
8.5.6盾构法
8.5.7沉管法
8.5.8顶进法
8.6施工监控量测与信息反馈
8.6.1量测元件及仪器
8.6.2现场监控量测设计
8.6.3量测数据的反馈
8.7超欠挖与塌方
8.7.1超挖与欠挖
8.7.2塌方
8.8防排水与通风防尘措施
8.8.1地下水控制
8.8.2通风
8.8.3防尘
8.9支护措施
8.9.1预支护措施
8.9.2初期支护措施
8.9.3二次衬砌
8.9.4辅助坑道
习题
第9章隧道施工组织设计与施工管理
9.1隧道施工组织设计
9.1.1隧道各阶段施工组织设计的内容
9.1.2隧道实施性施工组织设计编制依据、原则及程序
9.1.3隧道施工前的准备工作
9.1.4施工进度计划
9.1.5施工组织设计案例
9.2隧道施工管理
9.2.1隧道施工计划编制
9.2.2隧道施工技术管理
9.2.3隧道施工质量管理
9.2.4隧道施工经济管理
9.2.5隧道施工安全管理
习题
第10章隧道及地下工程养护维修
10.1隧道养护维修概述
10.1.1隧道及地下工程养护维修基本概念
10.1.2隧道及地下工程病害现状
10.1.3隧道养护面临的问题
10.1.4隧道病害检查
10.1.5隧道病害的原因
10.1.6隧道病害维修养护原则
10.1.7养护及维修措施
10.1.8安全性及稳定性评价
10.2隧道档案的建立
10.3隧道水害及整治措施
10.3.1水害的种类及其危害
10.3.2水害产生的原因
10.3.3水害的分级
10.3.4水害的整治措施
10.4衬砌裂损及整治措施
10.4.1衬砌裂损的类型
10.4.2衬砌裂损的特点
10.4.3衬砌开裂的分级
10.4.4衬砌裂损的整治措施
10.5衬砌侵蚀及整治措施
10.5.1衬砌侵蚀的种类及危害
10.5.2衬砌侵蚀的分级
10.5.3混凝土侵蚀的整治措施
10.6隧道冻害及整治措施
10.7地震后隧道维修措施
习题
第11章高速铁路隧道及大断面隧道
11.1概述
11.1.1高速铁路及大断面隧道概念
11.1.2高速铁路隧道及大断面隧道的特点
11.2高速铁路隧道空气动力学问题
11.2.1主要空气动力学效应
11.2.2瞬变压力
11.2.3微气压波
11.3高速铁路隧道缓解气动效应设计
11.4大断面隧道设计
习题
第12章施工机械
12.1装渣机械
12.2运输机械
12.3凿岩台车
12.4喷锚机械
12.5衬砌模板台车
12.6全断面隧道掘进机
12.7臂式隧道掘进机
12.8盾构机械
12.8.1分类、特点及适用范围
12.8.2机械化盾构的主要结构及工作原理
习题
参考文献

⑻ 除有限单元法外，岩土工程常用到哪些数值方法，并对比其优缺点

岩土工程常用的数值方法包括：有限差分法、边界元法、离散元法、颗粒元法、不连续变形分析法、流形元法、模糊数学方法、概率论与可靠度分析方法、灰色系统理论、人工智能与专家系统、神经网络方法、时间序列分析法。
有限单元法的优缺点：有限单元法的理论基础是虚功原理和基于最小势能的变分原理，它将研究域离散化，对位移场和应力场的连续性进行物理近似。有限单元法适用性广泛，从理论上讲对任何问题都适用，但计算速度相对较慢。即，物理概念清晰、灵活、通用、计算速度叫慢。
有限差分法：该方法适合求解非线性大变形问题，在岩土力学计算中有广泛的应用。有限差分法和有限单元法都产生一组待解方程组。尽管这些方程是通过不同方式推导出来的，但两者产生的方程是一致。另外，有限单元程序通常要将单元矩阵组合成大型整体刚度矩阵，而有限差分则无需如此，因为它相对高效地在每个计算步重新生成有限差分方程。在有限单元法中，常采用隐式、矩阵解算方法，而有限差分法则通常采用“显式”、时间递步法解算代数方程。
边界元法：该方法的理论基础是Betti功互等定理和Kelvin基本解，它只要离散求解域的边界，因而得到离散代数方程组中的未知量也只是边界上的量。边界元法化微分方程为边界积分方程，离散划分少，可以考虑远场应力，有降低维数的优点，可以用较少的内存解决较大的问题，便于提高计算速度。
离散元法：离散元法的理论基础是牛顿第二定律并结合不同的本构关系，适用对非连续体如岩体问题求解。该方法利用岩体的断裂面进行网格划分，每个单元就是被断裂面切割的岩块，视岩块的运动主要受控于岩体节理系统。它采用显式求解的方法，按照块体运动、弱面产生变形，变形是接触区的滑动和转动，由牛顿定律、运动学方程求解，无需形成大型矩阵而直接按时步迭代求解，在求解过程中允许块体间开裂、错动，并可以脱离母体而下落。离散元法对破碎岩石工程，动态和准动态问题能给出较好解答。
颗粒元法：颗粒元方法是通过离散单元方法来模拟圆形颗粒介质的运动及其相互作用，它采用数值方法将物体分为有代表性的多个颗粒单元，通过颗粒间的相互作用来表达整个宏观物体的应力响应，从而利用局部的模拟结果来计算颗粒群群体的运动与应力场特征。 不连续变形分析方法：该方法是并行于有限单元法的一种方法，其不同之处是可以计算不连续面的错位、滑移、开裂和旋转等大位移的静力和动力问题。此方法在岩石力学中的应用备受关注。
流形元法；该方法是运用现代数学“流形”的有限覆盖技术所建立起来的一种新的数值方法。有限覆盖是由物理覆盖和数学覆盖所组成的，它可以处理连续和非连续的问题，在统一解决有限单元法、不连续变形分析法和其他数值方法的耦合计算方面，有重要的应用前景。
无单元法：该方法是一种不划分单元的数值计算方法，它采用滑动最小二乘法所产生的光滑函数去近似场函数，而且又保留了有限单元法的一些特点。它只要求结点处的信息，而不需要也没有单元的信息。无单元法可以求解具有复杂边界条件的边值问题，如开裂问题，只要加密离散点就可以跟踪裂缝的传播。它在解决岩石力学非线性、非连续问题等方面具有重要价值和发展前景。
混合法：对于复杂工程问题，可采用混合法，即有限单元法、边界元法、离散元法等两两耦合来求解。
模糊数学方法：模糊理论用隶属函数代替确定论中的特征函数描述边界不清的过渡性问题，模糊模式识别和综合评判理论对多因素问题分析适用。 概率论与可靠度分析方法：运用概率论方法分析事件发生的概率，进行安全和可靠度评价。对岩土力学而言，包括岩石（土）的稳定性判断、强度预测预报、工程可靠度分析、顶板稳定性分析、地震研究、基础工程稳定性研究等。
灰色系统理论：以“灰色、灰关系、灰数”为特征，研究介于“黑色”和“白色”之间事件的特征，在社会科学及自然科学领域应用广泛。岩土力学中，用灰色系统理论进行岩体分类、滑坡发生时间预测、岩爆分析与预测、基础工程稳定性、工程结构分析，用灰色关联度分析岩土体稳定性因素主次关系等。
人工智能与专家系统：应用专家的知识进行知识处理、知识运用、搜索、不确定性推理分析复杂问题并给出合理的建议和决策。岩石力学中，可进行如岩土（石）分类、稳定性分析、支护设计、加固方案优化等研究。 神经网络方法：试图模拟人脑神经系统的组织方式来构成新型的信息处理系统，通过神经网络的学习、记忆和推理过程进行信息处理。岩石力学中，用于各种岩土力学参数分析、地应力处理、地压预测、岩土分类、稳定性评价与预测等。
时间序列分析法：通过对系统行为的涨落规律统计，用时间序列函数研究系统的动态力学行为。岩石力学中，用于矿压显现规律研究、岩石蠕变、岩石工程的位移、边坡和硐室稳定性等、基础工程中降水、开挖、沉降变形等与时间相关的问题。

⑼ 什么是隧道技术，它的优缺点是什么

http://www.qzyb.com/Article_Print.asp?ArticleID=248
这里有详细介绍

⑽ 隧道有哪些结构可以采用结构力学方法进行计算

隧道二次衬砌冷缝是影响结构力学性能的，产生的内应力会破坏结构的强度以及稳定性。。材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征 。一般来说金属的力学性能分为十种：
脆性 脆性是指材料在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。它与韧性和塑性相反。脆性材料没有屈服点，有断裂强度和极限强度，并且二者几乎一样。铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。与其他许多工程材料相比，脆性材料在拉伸方面的性能较弱，对脆性材料通常采用压缩试验进行评定。
2.强度：金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形或断裂的能力.同时，它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。强度是一个很常用的术语。
3.塑性：金属材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力.塑性变形发生在金属材料承受的应力超过弹性极限并且载荷去除之后，此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形.
4.硬度：金属材料表面抵抗比他更硬的物体压入的能力
5.韧性：金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力. 韧性是指金属材料在拉应力的作用下，在发生断裂前有一定塑性变形的特性。金、铝、铜是韧性材料，它们很容易被拉成导线。
6.疲劳强度：材料零件和结构零件对疲劳破坏的抗力
7.弹性 弹性是指金属材料在外力消失时，能使材料恢复原先尺寸的一种特性。钢材在到达弹性极限前是弹性的。
8.延展性 延展性是指材料在拉应力或压应力的作用下，材料断裂前承受一定塑性变形的特性。塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。钢材既是塑性的也是具有延展性的。
9. 刚性 刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。
10.屈服点或屈服应力 屈服点或屈服应力是金属的应力水平，用MPa度量。在屈服点以上，当外来载荷撤除后，金属的变形仍然存在，金属材料发生了塑性变形。