随着我国地下空间开发利用的快速发展，地下空间的安全问题已占据越来越中重要的地位。文章首先提出了地下空间在安全问题方面的一般特征，然后分析了各种地下设施的安全问题，按灾害成因列举国内外相应的实例，并总结了期安全问题的特点，提出了相应的防灾减灾管理对策。最后，在整体层面上，针对地下空间安全问题提出了八条管理对策。

针对巷采的各动态阶段建立对应的力学模型，求出顶板的垂直位移场，用Matlab分别对顶板弹性阶段和流变阶段的垂直位移的影响因素进行控制变量分析。结果表明，在弹性阶段：增加矸石的弹性模量对控制顶板变形的效果较为显著，弯曲刚度较大的顶板可以有效的控制顶板在该阶段的变形，煤层厚度对该阶段顶板垂直位移的影响较小；在流变阶段：顶板的弯曲刚度对其垂直位移的影响较小，而煤层厚度对其影响显著。覆岩的变形主要集中在流变阶段。

本文依托上海地铁8号线的工程背景，选择两种典型的下卧层来研究不同地质条件下地铁隧道纵向长期沉降特性。根据模型试验结果，得出一些结论，并对软土中盾构隧道的安全性和适用性评价、结构保护起指导作用。

以上海轨道交通 M10线 3标双圆盾构隧道为工程背景,基于流固耦合分析理论,利用快速拉格朗日有限差分法对双圆盾构隧道施工力学行为进行了分析。计算中考虑了隧道开挖、 管片拼装、 盾尾注浆、 浆液固结等施工步骤,分析了双圆盾构施工土体沉降及超孔隙水压力的特征、 量值与范围,并与监测结果对比,揭示了双圆盾构掘进环境土工影响特征。并考虑流固耦合效应作用时, 正面支护压力对开挖面稳定性的影响。研究结果对后续施工和其它类似工程可提供一定的指导意义。

采用改进的离散元商业软件PFC2D对砂土层中管片周围的土压力进行了大量的数值模拟,重点研究了埋深、尾隙等因素对管片周围土压力分布的影响。研究结果表明: 尾隙存在时, 隧道顶部的土体产生了不均匀沉降,导致压力拱效应的产生; 隧道顶部至地表出现转动加剧区域; 应力路径变化过程表明, 隧道周围土体经历了先卸载后加载的变化过程;在应变路径变化曲线上可将管片周围土体的变形划分为三个变化阶段。

随着越来越多的高陡边坡的出现 ,碎裂岩质边坡的安全稳定性已经越来越引起人们的关注。以软弱破碎围岩为参照对象 ,利用模型试验对直立岩质边坡的渐进性破坏进行了研究。为此 ,首先利用人工材料实现对原型地层的模拟;随后 ,进行了模型试验方案的设计;最后 ,通过对试验结果的研究和分析 ,得出了直立岩质边坡破坏过程中位移以及岩体内部应力的变化规律。

在深部岩体中 ,由于洞室的开挖 ,将造成洞室周围岩体的应力状态发生很大的变化 ,以往对岩体结构面的力学特性的研究 ,绝大多数是在加载的应力条件下所进行的 ,与处在深部岩体中的结构面的特殊应力条件有着很大的差别。目前 ,结构面在卸载应力条件下的研究还处于初始阶段 ,尚未形成比较完整的理论体系。文章主要对于在特殊应力条件结构面的力学特性进行了基础性的研究 ,通过进行常刚度和常应变速率下结构面的剪切试验 ,获取其相应的力学特性 ,分析在这样的力学条件下 ,其强度、 变形等力学特性的规律 ,并与常规加载条件下的结构面的力学特性进行比较 ,提出卸载条件下结构面的力学特性的主要特征,并建立评价剪切强度的拟合公式。

桩基受到基坑开挖、 地面堆载等引起的土体水平位移作用, 导致桩身产生附加弯矩和位移,可能威胁桩基础的安全,这已成为工程界关注的一个重要问题。文章阐释了被动桩基的主要分析方法,分别基于W i nk ler地基模型以及非线性的 p- y曲线法对土体侧移作用下的邻近桩基相互作用进行分析。并对桩顶受轴力作用的被动单桩进行了算例计算,初步分析了轴向荷载与土体侧移的耦合作用效应,计算结果表明, P- 效应的存在对既有桩基存在一定程度的不利影响。

从二维渗透各向异性Biot固结问题的基本控制方程出发, 对时间 t进行Laplace变换,对坐标 x进行 Fourier变换,构造出Laplace- Fourier变换域内的常微分方程,利用 Cayley- Hamilton定理推导出单层地基的传递矩阵。根据传递矩阵的性质, 并结合层间连续条件和边界条件,求得了二维渗透各向异性多层地基Biot固结问题在Laplace- Fourier变换域内的解, 通过Laplace- Fourier逆变换可求得该问题物理域内的真实解。编制了相应的计算程序,并对数值计算结果进行了比较和分析。计算结果表明:土的渗透各向异性对固结过程中的地表位移有比较显著的影响。

对环状基坑群开挖导致的环境变形进行了分析,提出了环状基坑群开挖产生的孤岛效应及其对应的建筑物的孤岛状态的概念,拓展了现有规范对于建筑基础变形的评价指标。建立了竖向孤岛效应评价指标和横向孤岛效应评价指标, 为多基坑同期开挖的环境变形控制提供了一套新的指标体系。通过背景工程的三维弹塑性有限元分析认为:孤岛建筑的竖向孤岛效应主要受单位时间内开挖量的影响,且主要影响位于/岛中央0的建筑。呈现较为明显的沉降叠加效应。多基坑分期分批开挖,有利于控制竖向孤岛效应的发展。横向孤岛效应主要受基坑开挖顺序控制。主要对/岛周边0的建筑产生影响。采用两侧对称开挖卸载, 有利于控制建筑物的横向孤岛效应,采用非对称开挖卸载时, 应尽量先进行大方量的开挖、支护, 然后在进行小方量的开挖,以减小底板在开挖中的受扭程度。

挡土墙位移模式是影响挡土墙土压力问题的关键因素之一 ,位移模式不同 ,土压力大小、分布也不同。文章用离散元软件PFC2D模拟了不同位移模式下墙后填土为砂土时挡墙土压力问题 ,分析了总土压力随位移变化情况 ,土压力分布情况及土体滑裂面形状、顶宽等问题。研究结果表明:土压力分布,大小与挡土墙位移模式有关 ,挡土墙背离土体平移即 T模式下土压力分布呈线性、而绕墙底转动即RB模式下土压力基本呈线性分布 ,挡土墙位移较小时,土体便能达到主动极限状态; T模式下滑裂面为通过墙底的平面 ,而RB模式下滑裂面为未通过墙底的平面 , T模式下滑裂面顶宽大于RB模式下相应值。

砂土流滑发生时,大面积土体高速流动将导致巨大的人员伤亡和财产损失。流滑砂土运动距离、 破坏范围的研究可以为抗震减灾提供依据。文章通过砂土流动的室内模型试验, 记录了砂土在不同初始状态下的流态化运动过程。然后,选择砂土模型中的特征质点, 标定其在构形图中的位置,计算并分析其应变变化情况。研究表明:砂土的流动过程可分为整体流动阶段和局部流动阶段两个阶段。随着砂土流动时间的增长,总应变逐渐增长,应变率先增加后减少。

通过高温后花岗岩的单轴压缩及声发射试验，研究了各温度水平下试件纵波波速的变化及应力-应变曲线与声发射曲线的关联，并提出由累积声发射频数表征的损伤变量，然后依此损伤变量导出温度-应力耦合模型。研究表明：试件的纵波波速随温度的升高而降低，而且降低的幅度逐渐增大；应力-应变曲线与声发射曲线吻合得较好，主要分为六个阶段，声发射总是发生在加载曲线的转折点，意味着能量的突变；耦合模型理论曲线与试验曲线总体形状相类似，较好地反映了花岗岩的脆性。

根据上海某工程单桩、群桩的静载抗拔试验结果,分析了上海软土地区扩底和等截面钻孔灌注桩在恒载作用下的抗拔稳定性。软土地区扩底钻孔灌注桩的单桩、群桩和等截面钻孔灌注桩的终极维持荷载法试验结果表明,在维持荷载过程中桩顶位移变化随时间的推移越来越小,维持30h～50h后基本趋于稳定状态;试验结果也表明当扩底钻孔灌注桩群桩的中心间距大于3倍的扩底直径时,群桩效应不明显。该试验成果为上海软土地区的桩基工程设计和施工提供了有价值的参数。

为探讨苏州地铁一号线沿线软土地层的蠕变特性及其对盾构隧道长期沉降的影响，对该区土样进行三轴试验和一维蠕变试验。引入关口-太田模型(S-O模型)描述苏州土依赖时间的本构关系，结合有限元程序GLEAVES对试验进行数值模拟，并验证模型及程序的可靠性。最后对苏州地铁长期沉降作一算例分析。研究表明：苏州地铁沿线土层有明显的蠕变效应；引入S-O模型的GLEAVES程序较好地模拟出苏州土本构关系；为控制隧道的长期沉降，应严格控制盾构顶推力。

基于公路路基基底的柔性和荷载分布为梯形的主要特征，采用了关联流动的Mohr-Coulomb内切圆屈服准则，通过增量加载的弹塑性有限元方法，着重研究了公路路基地基的承载特性和破坏模式，并与刚性条形基础地基进行了对比分析。研究结果表明，在相同的基底平均应力作用下，公路路基基底中心点相对沉降s/B比刚性条形基础大；公路路基地基的破坏模式主要与内摩擦角和弹性模量有关；明确了公路路基地基塑性变形多从地基中部向坡脚和外侧延伸；提出了公路路基地基承载力特征值的确定方法和修正系数k的值域范围。

通过现场试验对水平激振下层状地基中混凝土波阻板的实际隔振效果及波阻板埋深对隔振效果的影响进行了研究，并将实测位移振幅随距离变化曲线与以薄层法格林函数作为基本解的半解析边界元计算结果进行了比较。研究结果表明，水平激振情况下，具有合理埋深的混凝土波阻板可以有效减少振动输出，获得理想的隔振效果；减小波阻板埋深是提高隔振效果的一项有效措施；半解析边界元法的计算结果与实测结果较为一致，证明了该数值方法的可靠性。

人工冻结温度场巴霍尔金模型已被较为广泛地应用于人工地层冻结法的监测数据分析和冻土帷幕性状的评估中。为了全面评判巴霍尔金模型描述实际温度场的准确性，以温度场数值模拟结果为基础，对单排管和双排管冻结条件下的温度场进行全面的数值分析与巴霍尔金理论的对比性研究。结果表明，对于工程实际应用来说，巴氏模型足够精确，能够较为全面真实地反映人工冻结温度场情况。

为得到最优的螺旋挤扩钻头型式，设计加工了不同型式的模型钻头及相关试验装置，并选择合适的材料作为钻入介质，通过不同型式模型钻头的钻入试验，研究了钻头螺距、螺纹形状等参数对钻头成孔扭矩的影响。试验结果表明水泥拌合土可作为螺旋挤土模型钻头的钻进介质；在相同成孔条件下，钻头钻进所需成孔扭矩随螺距及钻型呈明显变化，在实际工程应用中应根据地层条件选择较为优化的钻头。螺旋挤扩钻头钻进成孔模型试验可以方便、直观地定性实现螺旋挤扩钻头的初步优化工作，为选择所需成孔扭矩最小的最优短螺旋挤扩钻头提供设计依据。

在上海轨道交通10号线溧阳路站~曲阳路站区间隧道的施工中，当盾构在推进至四平路沙泾港桥位置时，将不得不从桥梁的桩基中穿过。由于桩的入土深度已经贯穿了整个隧道断面，导致必须对桩基进行拔除或切断等处理。由于四平路为上海市交通干道之一，交通量大且地位重要，不允许使该桥所承担的交通量受到影响。同时，该桥周围为密集住宅小区，施工空间有限，因此工程风险较高、难度很大。为了保证施工中旧桥的功能发挥的同时，去除影响盾构向前推进的障碍物，本工程采取扩大板式基础托换及除桩工法，以此做到社会影响小、施工周期缩短、降低造价并达到优质工程的目的。

近年来，越来越多的盾构隧道要穿越建筑密集区、重点建筑保护区和沉降敏感区，地面沉降的科学预测和合理控制成为亟待解决的问题。盾构法隧道施工诱发地面沉降的影响因素较多，但主要因素可归结为地层损失引起的地表移动。基于现有地层损失概念，按照经验-数学法和物理力学法体系论述了国内外盾构推进诱发地面沉降的研究进展，分析了现有研究方法的不足之处，对地层损失概念进行了重新界定，建立了基于沉降预测-施工控制的地层损失概念模型，提出了基于“地面沉降-地层损失-施工参数”联系通道的地面沉降控制流程。

从基坑变形统计预测曲线出发，提出了基坑开挖对邻近地下管线影响分析的DCFEM法,并分别考虑在均质地基和层状地基条件下，对基坑开挖对邻近地下管线变形和受力的影响进行了研究，与基于受力控制的整体有限元法进行了对比分析，两种方法得出的管线的变形规律和受力分布规律基本一致，为基坑开挖环境影响评价标准的建设提供了理论依据。

通过对各种深水桥梁基础形式的比较，气压沉箱基础在施工质量、抗震性能等方面有着独特的优势。本文介绍了采用现代气压沉箱技术进行深水桥梁基础施工的主要流程，并初步探讨了该工法在实际应用中的技术难点，对其中的关键施工技术进行了详细分析，并提出相应的施工对策。最后通过一个国外工程实例介绍了气压沉箱工法在深水桥梁基础中的应用情况及效果，希望能为我国深水桥梁基础施工方案的选择提供参考。

为了贯彻上海市中心城区架空线落地的要求，确保世博会期间能源供应需求，北京西路～华夏西路电力隧道得以修建。由于是连接浦东浦西，隧道线路不可避免要穿越浦江两岸。基于施工现场记录的施工参数，对顶管穿越浦江两岸防汛墙施工影响进行了分析。研究表明：顶管穿越重要建筑物时，应当尽量降低顶进速度，以减小土体扰动影响；同时合理控制顶管机头顶进姿态偏差，平稳穿越保护建筑物。根据现场监测的防汛墙位移，认为沉降曲线规律可以由最大隆起量、最大沉降量和沉降速率等三个沉降特征量加以诠释。

目前明挖法施工地铁车站一般有施工周期长、占地面积大、污染环境等问题，为了解决目前地铁车站施工问题，本文提出了一种新型的非开挖施工技术—曲线顶管法，该工法施工车站从开挖到结构全部采用非开挖技术在地下完成。本文针对该工法的施工过程和曲线顶管施工设备进行了介绍。

结合上海地区某冻结法施工的地铁旁通道 ,对水平冻结、土体开挖顺序、土体融沉及后期注浆等主要施工工艺进行了介绍。根据该实际工程在施工过程中 ,盐水温度、 冻土温度、地表沉降、卸压孔压力、隧道变形等的监测数据 ,对监测成果进行了分析研究 ,对各种监测数据变化规律进行了总结 ,最后针对各主要施工环节提出了一些建议 ,为今后旁通道施工提供了一定的参考。

本文对盾构机整体过站方法进行了系统的介绍 ,并将盾构机传统吊运过站与整体过站进行了对比分析 ,特别对整体过站的形式与移动方法进行了深入的阐述 ,在结合大量工程实际情况的前提下 ,以各种代表性施工参数 (距离、 工期 )为基础 ,对盾构机吊运过站与整体过站的工况进行了深入的分析 ,得出了具体过站方法在工期、 经济等方面的明显差异 ,指明了盾构机整体过站的优越性 ,进一步指出了整体过站的条件与适应性。

本文建立了上海地区58个开挖深度19m以上超深基坑工程数据库，对围护墙体水平位移特性进行了以下几方面的统计分析：归一化最大水平位移值的特征、最大水平位移位置的特征、软土层厚度对变形的影响、墙趾土层对围护墙体变形的影响等，得到了上海地区超深基坑围护墙体一般变形规律和变形控制要点，可以用于超深基坑的设计优化和进行变形估算。另外，通过对超深基坑支护体系系统刚度的研究，建立了墙趾进入硬土层基坑的变形比与支撑竖向间距和围护墙厚度的关系式，可以根据基坑围护的变形比要求进行支撑配置和围护墙厚度的初步选定。

本文首先扼要综述了旁孔透射波法( parallel seismic testing)检测既有建筑基桩底端深度的分析方法。对均质地基,建立了一个旁孔透射波法的首至 P波传播路径的简化计算模型,分析了首至 P波历时与孔深关系图形的主要特征, 再由此对确定桩底深度的既有方法进行了评价并提出了修正。利用文献中的一个有限元算例结果初步检验了本文结论的可靠性和简便实用性。

随着上海城市建设的快速发展，如何控制深大基坑开挖卸载对周边环境的影响，保护坑边建筑设施，已经成为非常迫切而重要的课题。目前，隔离桩在深基坑相邻建筑保护的工程实践中得到了一定的应用，但缺乏可靠系统的理论分析研究。本文在数值分析的基础上，对隔离桩的作用机理、桩长取值以及隔离桩结构形式选择等进行了分析研究，并给出了隔离桩桩长、结构形式等对隔离桩实践效果的影响规律。最后本文结合了上海地区几个深基坑工程实践，分析评价了隔离桩在坑边建筑保护工程中的实践效果。

简要论述了上海地区的地下水对地下工程建设的主要不利影响。提出了承压含水层降水概念设计新方法，包括安全承压水位埋深的修正计算公式、承压含水层降水方案的选用原则等。归纳、总结了针对不同水文地质条件与降水工程特征的承压含水层降水设计计算方法。工程实例表明，合理、可行的降水方案能够保证承压含水层降水效果与有效控制降水引起的周边环境变形

从渗透各向异性轴对称B i o t固结的控制方程出发, 构造出Laplace- Hankel变换域内的状态方程, 利用Cay ley- Ham ilton定理推导出单层饱和地基的传递矩阵。结合多层饱和地基的连续条件、 边界条件、 以及抽水作用面的连续条件, 运用传递矩阵法求得了渗透各向异性饱和层状地基内抽水问题在积分变换域内的解。通过Laplace和Hankel数值逆变换, 获得了相应问题在物理域内的真实解。分析讨论了土体的渗透各向异性参数及及抽水时间等因素对饱和地基地表沉降的影响。

论述了双圆环形支撑在基坑工程中的布置原则，并通过比较采用双圆环形支撑体系的矩形基坑位移与内力有限元计算结果与实际监测值，分析双圆环形支撑受力合理性及工程适用性。

在上海长江隧道双管之间8条连接通道的施工中,采用了人工冻结法作为临时的土体加固措施。本文简要介绍其冻结设计理念、施工计划以及风险控制方案。在施工过程中，为了掌握盐水和土体温度的变化情况，采用了一线总线数据采集记录系统，能够实现温度场分析和可视化，并根据得到的数据计算冻土帷幕厚度，从而对其安全状态机型评估以指导开挖。实测结果显示，冻结45天后冻土帷幕厚度达到2.4米，平均温度-15℃，满足设计要求。进一步分析发现，隧道管片散热会导致距离管片较远的冻土发展快于靠近管片的冻土。总体而言，冻结法技术形成的筒形冻土帷幕的强度足以满足施工要求。

冻结法施工广泛运用隧道联络通道采用，而在含盐较高的土层中运用冻结法施工与普通土层则有所不同。本文依托上海长江隧道2＃联络通道冻结工程，考虑到含盐土层的影响对双排管冻结公式进行了修正，得出在高含盐地区的冻土帷幕温度场的形成规律，并计算出冻土帷幕厚度及平均温度等指标，进而指导并确保在这种复杂工程中冻结施工的安全。

采用了基于模糊等价关系的传递闭包法对边坡岩体进行了初步的分类，利用F-统计量确定了最佳阀值和最优分级档数，给出了初始划分矩阵，利用模糊c-均值算法进一步优化了分类效果，得到最佳分级档数下边坡岩体的分类及边坡属于各级别的程度，为边坡设计者提供较全面的边坡岩体分级信息，是一种值得推广运用的边坡岩体分级方法。

面对全球愈演愈烈的爆炸恐怖袭击, 地铁隧道遇到的威胁越来越大。通过收集整理全球范围内针对地铁隧道的恐怖爆炸袭击事件, 结合地铁隧道自身结构的特点和安全防范措施, 给出在地铁内实施爆炸的爆炸物的特点和爆炸物TNT炸药当量的标准, 利用爆炸冲击波峰值超压计算公式和标准TNT炸药表面爆炸空气冲击波曲线对相应当量爆炸物的超压进行计算, 进而评价其杀伤力和破坏力。研究成果可为地铁结构应对恐怖爆炸袭击应急预案的制定提供依据。

为了定量化评估运营盾构隧道健康状态，需要考虑结构病害对其安全性、耐久性和适用性的综合影响。将盾构隧道常见病害成因分管片错位、衬砌材质劣化以及渗漏水等6个子系，对每个子系构建了病害故障树；从工程应用角度出发，从故障树中选取了23个可定量化因素作为评价指标，通过层次分析法建立了三层病害评价指标体系；对体系中单一评价指标的定量化分级方法进行简述，并给出所有指标的建议分级标准，采用改进的层次分析法－乘积标度法确定了各评判指标之间的相对权重；确定了基于Cauchy分布模型的隶属函数的关键参数。本方法修正了单因素诊断指标的片面性，考虑了多种病害对隧道结构综合作用，对“亚健康”的隧道结构的健康状态也能进行有效的定量化评价。

本文采用岩土工程数值分析软件 z soil . pcv2009对上海某大楼的倾倒进行了建模分析。模型中考虑了在建住宅楼一侧两次堆土以及另一侧的基坑开挖 ,并采用 HSS模型模拟土的应力应变强度特性。分析结果表明: ( 1 )建筑物以向基坑侧平移为主 ,平移最大值达12cm; (2)桩基(角桩 )的最大竖向力约为1200kN,最大弯矩约为140kN. m; (3)桩基弯矩的分布形式影响了桩基的破坏顺序; (4)堆土引起的附加水平推力估算值约为3000T。

针对上海地区承压水降水引起的地面沉降问题，考虑上海地区软土的非线性渗流变形特征，建立了基坑降水与地面沉降三维粘弹性全耦合数学模型。采用3-D FEM，以上海M4号线董家渡修复工程基坑降水为例，利用抽水实验期间监测资料对计算参数进行了反演，进而对降水运行期间引起的地下水渗流场与地面沉降的变化趋势进行预测，并与实际情况进行了对比，其结果比较吻合。