| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第18-30页 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 | 第18-21页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第21-26页 |
| 1.2.1 隧道周边渗流场及衬砌外水压力计算理论相关研究 | 第21-23页 |
| 1.2.2 隧道周边渗流场及衬砌外水压力的数值模拟研究 | 第23-25页 |
| 1.2.3 排水系统堵塞问题对隧道影响的研究 | 第25-26页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第26-27页 |
| 1.4 技术路线 | 第27-30页 |
| 2 隧道排水系统局部堵塞的现场试验研究 | 第30-60页 |
| 2.1 引言 | 第30页 |
| 2.2 工程概况 | 第30-34页 |
| 2.2.1 隧道概况 | 第30-31页 |
| 2.2.2 地形地貌 | 第31页 |
| 2.2.3 地质构造 | 第31-32页 |
| 2.2.4 水文地质情况 | 第32-34页 |
| 2.3 排水系统局部堵塞现场试验的目的和方案 | 第34-42页 |
| 2.3.1 试验目的 | 第34-35页 |
| 2.3.2 试验方案 | 第35-41页 |
| 2.3.3 试验步骤 | 第41-42页 |
| 2.4 排水系统通畅时的衬砌混凝土应力 | 第42-45页 |
| 2.5 排水系统非对称堵塞后的衬砌外水压力及混凝土应力 | 第45-54页 |
| 2.5.1 二次衬砌背后水压力 | 第45-49页 |
| 2.5.2 二次衬砌混凝土应力 | 第49-54页 |
| 2.6 排水系统对称堵塞后的衬砌外水压力及混凝土应力 | 第54-57页 |
| 2.6.1 二次衬砌背后水压力 | 第54-55页 |
| 2.6.2 二次衬砌混凝土应力 | 第55-57页 |
| 2.7 本章小结 | 第57-60页 |
| 3 隧道排水系统非对称堵塞后衬砌背后水压力理论分析 | 第60-78页 |
| 3.1 引言 | 第60页 |
| 3.2 背景假设 | 第60-61页 |
| 3.3 计算模型的建立 | 第61-63页 |
| 3.3.1 坐标系统 | 第61-62页 |
| 3.3.2 排水系统非对称堵塞的边界条件 | 第62-63页 |
| 3.4 排水堵塞侧衬砌背后的水压力分布 | 第63-77页 |
| 3.4.1 PDE工具箱简介 | 第63页 |
| 3.4.2 渗流问题的偏微分方程数值解 | 第63-66页 |
| 3.4.3 θ'∈[0,π/2]、r=r_a边界上的水压分布计算 | 第66-72页 |
| 3.4.4 θ'=π/2、r∈[r_a,r_0]边界上的水压分布计算 | 第72-77页 |
| 3.5 本章小结 | 第77-78页 |
| 4 隧道排水系统堵塞后的渗流场解析研究 | 第78-108页 |
| 4.1 引言 | 第78页 |
| 4.2 基本理论 | 第78-82页 |
| 4.2.1 Darcy定律 | 第78-79页 |
| 4.2.2 渗流连续方程 | 第79-80页 |
| 4.2.3 渗流基本微分方程 | 第80-81页 |
| 4.2.4 势函数和流函数 | 第81-82页 |
| 4.2.5 渗透力 | 第82页 |
| 4.3 排水系统对称堵塞时的渗流场 | 第82-86页 |
| 4.3.1 基本假定 | 第82-83页 |
| 4.3.2 渗流场推导 | 第83-86页 |
| 4.3.3 渗流量计算 | 第86页 |
| 4.4 排水系统非对称堵塞时的渗流场 | 第86-102页 |
| 4.4.1 计算模型 | 第87页 |
| 4.4.2 保角变换和边界条件处理 | 第87-91页 |
| 4.4.3 非齐次边界下稳态齐次Laplace方程的求解 | 第91-99页 |
| 4.4.4 求和项数n收敛速度分析 | 第99-102页 |
| 4.5 理论计算与数值模拟结果的对比 | 第102-106页 |
| 4.5.1 计算模型 | 第102页 |
| 4.5.2 水压力计算结果对比 | 第102-105页 |
| 4.5.3 渗流量计算结果对比 | 第105-106页 |
| 4.6 本章小结 | 第106-108页 |
| 5 不同排水系统局部堵塞长度下衬砌外水压力分布及其稳定性分析 | 第108-160页 |
| 5.1 引言 | 第108页 |
| 5.2 数值模拟的准备工作和模型建立 | 第108-115页 |
| 5.2.1 Mohr-Coulomb屈服准则 | 第108页 |
| 5.2.2 FLAC3D中的流固耦合原理 | 第108-109页 |
| 5.2.3 数值模拟参数选定 | 第109-111页 |
| 5.2.4 模型的建立 | 第111-114页 |
| 5.2.5 数值模拟基本假定 | 第114-115页 |
| 5.3 不同排水系统非对称堵塞长度对隧道的影响 | 第115-138页 |
| 5.3.1 隧道开挖至完成后的应力场、位移场和水压力分布 | 第115-124页 |
| 5.3.2 隧道衬砌和加固圈孔隙水压力分布规律 | 第124-132页 |
| 5.3.3 隧道二次衬砌的应力变化规律 | 第132-136页 |
| 5.3.4 隧道二次衬砌位移变化规律 | 第136-138页 |
| 5.4 不同排水系统对称堵塞长度对隧道的影响 | 第138-151页 |
| 5.4.1 隧道衬砌和加固圈孔隙水压力分布规律 | 第138-143页 |
| 5.4.2 隧道二次衬砌的应力变化规律 | 第143-147页 |
| 5.4.3 隧道二次衬砌位移变化规律 | 第147-151页 |
| 5.5 隧道稳定性变化规律 | 第151-156页 |
| 5.5.1 隧道结构稳定性计算方法和判据 | 第151-152页 |
| 5.5.2 不同排水系统堵塞长度下的隧道稳定性计算 | 第152-156页 |
| 5.6 二次衬砌外水压力数值模拟与现场试验数据的对比 | 第156-157页 |
| 5.7 本章小结 | 第157-160页 |
| 6 隧道排水系统局部堵塞对衬砌结构安全的影响 | 第160-202页 |
| 6.1 引言 | 第160页 |
| 6.2 隧道衬砌设计 | 第160-162页 |
| 6.2.1 设计方法 | 第160-161页 |
| 6.2.2 荷载计算 | 第161-162页 |
| 6.3 不同排水系统局部堵塞长度下的衬砌受力特性与安全系数 | 第162-179页 |
| 6.3.1 计算模型 | 第162页 |
| 6.3.2 排水系统正常工作时的衬砌受力特性 | 第162-165页 |
| 6.3.3 不同排水系统非对称堵塞长度对隧道安全性的影响 | 第165-175页 |
| 6.3.4 不同排水系统对称堵塞长度对隧道安全性的影响 | 第175-178页 |
| 6.3.5 两种排水系统堵塞模式下衬砌安全性的对比 | 第178-179页 |
| 6.4 排水系统局部堵塞下注浆加固圈厚度对衬砌安全性的影响 | 第179-189页 |
| 6.4.1 不同注浆加固圈厚度下的二次衬砌外水压力 | 第179-183页 |
| 6.4.2 排水系统非对称堵塞时不同注浆圈厚度对衬砌安全系数的影响 | 第183-188页 |
| 6.4.3 排水系统对称堵塞时不同注浆圈厚度对衬砌安全系数的影响 | 第188页 |
| 6.4.4 两种排水系统堵塞模式下衬砌安全性的对比 | 第188-189页 |
| 6.5 排水系统局部堵塞时不同注浆圈渗透系数对衬砌安全性的影响 | 第189-197页 |
| 6.5.1 不同注浆加固圈渗透系数下的二次衬砌外水压力 | 第189-192页 |
| 6.5.2 排水系统非对称堵塞时不同注浆圈渗透系数对衬砌安全系数的影响 | 第192-195页 |
| 6.5.3 排水系统对称堵塞时不同注浆圈渗透系数对衬砌安全系数的影响 | 第195-196页 |
| 6.5.4 两种排水系统堵塞模式下衬砌安全性的对比 | 第196-197页 |
| 6.6 排水系统两种不同的堵塞模式对隧道衬砌设计的影响 | 第197-200页 |
| 6.6.1 二次衬砌厚度 | 第197-198页 |
| 6.6.2 二次衬砌钢筋面积 | 第198-200页 |
| 6.7 本章小结 | 第200-202页 |
| 7 结论与展望 | 第202-206页 |
| 7.1 主要结论 | 第202-203页 |
| 7.2 论文的创新点 | 第203-204页 |
| 7.3 对后续研究工作的展望 | 第204-206页 |
| 致谢 | 第206-208页 |
| 参考文献 | 第208-220页 |
| 附录 | 第220-221页 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 | 第220页 |
| B. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第220-221页 |
| C. 作者在攻读博士学位期间获得专利 | 第221页 |
