近年來全國開始了大規(guī)模的盾構(gòu)隧道建設(shè)浪潮，包括地鐵、普鐵、高鐵、公路、管廊、電力、輸排水隧道等多種類型。據(jù)統(tǒng)計，截至2020年底，我國直徑超過10m的大直徑盾構(gòu)隧道，已建和在建總數(shù)達66條，77%的在建大直徑盾構(gòu)隧道直徑超過了14m。我國在今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)都將處于盾構(gòu)隧道建設(shè)的大發(fā)展時期。管片直徑的增大，最直接的影響是外荷載沿管片結(jié)構(gòu)分布趨向三維化、復(fù)雜化；而管片環(huán)向和縱向接頭的存在，使得管片結(jié)構(gòu)整體受力更加分布不均，具有明顯的非線性、時變性和不確定性特征。如何在復(fù)雜環(huán)境下準(zhǔn)確地模擬管片力學(xué)行為，掌握其受力變形規(guī)律，防止管片在施工過程中出現(xiàn)變形或損傷，是保證盾構(gòu)隧道承載安全和優(yōu)化設(shè)計的前提。
　　本書以長沙南湖路湘江公路隧道、廣佛城際鐵路陳村隧道為工程依托，從理論分析、數(shù)值模擬、試驗分析、現(xiàn)場測試等方面，對大直徑盾構(gòu)隧道施工過程中呈現(xiàn)出的復(fù)雜力學(xué)特性展開了全面系統(tǒng)的研究。
　　全書共分八章，第1章主要介紹城市大直徑盾構(gòu)隧道近年來的發(fā)展現(xiàn)狀，對盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計理論、接頭剛度、施工過程盾構(gòu)隧道力學(xué)特性和相互影響等方面進行了調(diào)研和分析，指出了目前研究存在的問題和不足。
　　第2章采用現(xiàn)場測試的方法，通過在管片內(nèi)部預(yù)埋傳感器，對盾構(gòu)掘進期間管片結(jié)構(gòu)受力及變形情況進行了長期跟蹤監(jiān)測，分析在施工過程中的管片結(jié)構(gòu)內(nèi)部實時受力變化特征，及外部施工荷載對管片結(jié)構(gòu)力學(xué)行為的影響�；�于監(jiān)測結(jié)果，對線性管片結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論進行了驗證和優(yōu)化。
　　第3章研究同步注漿階段漿液壓力對管片受力與上浮的影響。研究不同階段注漿壓力的分布與擴散機理，推導(dǎo)了滲流阻力作用下漿液固結(jié)方程和漿液壓力消散方程�；�于漿液黏度流變試驗結(jié)果，分析了漿液擴散、固結(jié)、消散機制及漿液壓力沿管片環(huán)向及縱向分布規(guī)律。
　　第4章結(jié)合管片環(huán)接頭處內(nèi)力函數(shù)關(guān)系式與接頭剛度解析式，由不同內(nèi)力邊界條件構(gòu)造關(guān)于接頭抗彎剛度的非線性方程組，基于迭代法的思想及特定的收斂準(zhǔn)則，通過多次迭代試算得到不同條件下管片環(huán)各接頭位置的抗彎剛度值。
　　第5章首先通過建立梁一彈簧計算模型，研究注漿壓力及漿液浮力、管片環(huán)向接頭抗彎剛度、地層條件對盾構(gòu)隧道管片力學(xué)行為的影響。之后建立三維殼一彈簧模型，重點考慮千斤頂推力和注漿壓力沿縱向衰減的空間特征及其自身固結(jié)消散的時間特征，對管片受力進行更精細化的分析，并提出了有針對性的管片質(zhì)量控制措施。