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(dá)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(yàn)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(jìn)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(jìn)期間管片結(jié)構(gòu)受力及變形情況進(jìn)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(shí)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(jìn)行了驗(yàn)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(kuò)散機(jī)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(yàn)結(jié)果，分析了漿液擴(kuò)散、固結(jié)、消散機(jī)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(diǎn)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(jìn)行更精細(xì)化的分析，并提出了有針對性的管片質(zhì)量控制措施。