本书围绕我国高地应力大断面隧道修建过程中所面临的主体结构破裂与破坏这一关键科学问题，从现场工程调查、物理模型试验、数值模拟、理论推导和综合原位监测到典型工程应用，进行了系统地研究。着重研究了高地应力交通隧道衬砌破裂机制和典型破坏模式，分析了含空洞交通隧道衬砌的典型破坏模式，对盲管限量排水和防水板隔水计算理论进行了推导和完善，并应用于富水区公路隧道涌水量控制和优化中，系统性分析了高地应力富水大断面隧道衬砌结构受力特征。所得结论可以为相关工程人员提供借鉴和参考。本书可作为高等院校土木工程、交通工程、采矿工程等相关专业的学生用书，也可作为工程领域科研人员、技术人员的参考用书。

随着我国综合国力不断提升，一大批现代化国家级重点交通基础设施开始兴建，大埋深隧道数量日益增加，其中大量隧道处于高地应力环境中。高地应力隧道建设具有投资大、施工周期长、施工技术复杂、不可预见风险因素多等特点，是一项高风险建设工程。隧道主体结构在高地应力下呈现出复杂的力学模式和变形特征，造成衬砌变形、破裂甚至完全失效。因而主体结构的破裂机制和破坏模式是高地应力大断面隧道修建过程中的关键科学问题，亟待突破。在多年的工作积累中，作者团队参与了诸多山岭高地应力交通隧道的设计和施工工作，通过大量的现场调查、模型试验、理论分析和数值模拟研究，在高地应力富水隧道衬砌的受力分析和破坏特征研究领域取得了大量的科研成果和工程经验。为了更好地与专业人士交流，作者团队将取得的科研成果和工程经验结合典型隧道工程实例汇编成书，供各位同行参考和借鉴。本书围绕高地应力大断面隧道修建过程中面临的主体结构破裂与破坏这一关键科学问题撰写，充分考虑地应力对衬砌破裂机制和破坏模式的影响，对富水大断面隧道衬砌的变形、内力和弯矩以及破坏模式进行了系统性分析，并与原设计方案进行对比介绍，既有设计理论方面的改进创新内容，也有工程实际案例应用参考。当然，隧道衬砌的设计和计算理论目前尚未成熟，仍处于发展阶段，隧道工程领域科研、设计人员对衬砌设计理论的认识也不是一致的，因此在实际应用中读者应注意，不能简单套用。本书由何本国、张志强、王旭、鲁宇共同撰写。具体编写分工如下：东北大学何本国撰写第1章、第2章、第3章3.3和3.4节、第4章4.4节、第5章5.1节、5.3和5.4节，西南交通大学张志强撰写第3章3.1和3.2节，川藏铁路有限公司王旭撰写第4章4.1~4.3节、第5章5.2节，东北大学鲁宇撰写第5章5.5和5.6节、第6章。全书由何本国统稿。本书得到国家重点研发项目（2018YFC0407006）、国家自然科学基金青年项目（51809038）和国家自然科学基金优秀青年基金项目（52222810）的支持。西南交通大学、东北大学、川藏铁路有限公司、兰渝铁路木寨岭隧道工程技术人员，以及东北大学深部工程硬岩研究团队也对本书给予了大量的帮助。此外，本书在编写过程中东北大学李红普、付洪源以及李淇等给予了帮助，在此一并表示感谢。限于著者水平，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请广大读者批评指正。

1绪论11.1深埋隧道研究背景11.2深埋隧道主体结构研究现状21.2.1深埋交通隧道衬砌稳定性21.2.2含空洞高速公路隧道衬砌破坏模式41.2.3高地应力富水隧道支护力学特性51.2.4高地应力富水隧道模型试验62高地应力交通隧道衬砌破裂机制82.1地应力分布特征82.2模型试验92.2.1相似材料与模型92.2.2模型试验测试方案122.2.3试验过程142.3地应力作用下衬砌的力学性能152.3.1衬砌的变形152.3.2衬砌的内力172.3.3隧道衬砌的破坏模式192.3.4数值模拟与试验202.4侧压力系数对衬砌破坏模式的影响232.4.1侧压力系数K对衬砌内力的影响232.4.2隧道安全性分析242.4.3破坏模式272.5小结283含空洞交通隧道衬砌破坏模式303.1模型试验准备313.2空洞对衬砌破坏极限状态的影响323.2.1弯矩与轴力之间的相互作用关系333.2.2衬砌空洞对隧道衬砌变形特征的影响373.2.3衬砌破坏模式383.2.4数值模拟对比393.3侧压力系数K

何本国，博士生导师，博士后，副教授。2013年毕业于西南交通大学隧道工程专业，获得工学博士学位。2014年至2017年在以色列本古里安大学Deichmann岩石力学实验室开展博士后研究，发表SCI、EI论文30篇，邀请英文专著章节一篇，主编研究生教材一本，兼任国际岩石力学学会设计方法委员会委员兼秘书长。张志强，工学博士、出站博士后、教授、博士生导师。2009年教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者（NCET-10-0667）；2009年教育部创新团队“大型及复杂交通隧道工程”核心成员。2008年度（第八批）四川省学术和技术带头人。2005年以来，主持及主研完成15余项国家和省部级重大科研项目，通过省部级鉴定项目9项，获国家、省部级科技进步奖10项。其中，获国家科技进步二等奖1项；中国公路学会科学技术二等奖（已公示）1项；南京市科技进步一等奖1项；四川省科技进步三等奖4项，江苏、浙江、贵州省科技进步三等奖（各1项）合计3项。在《岩石力学与工程学报》、《岩土力学》、《岩土工程学报》、《铁道学报》等刊物及会议上发表论文50多篇，迄今已被美国工程索引EI收录了15篇文章。王旭，工学博士，助理研究员，博士毕业于西南交通

作者团队将取得的科研成果和工程经验结合典型隧道工程实例汇编成书，供各位同行参考和借鉴。本书围绕高地应力大断面隧道修建过程中面临的主体结构破裂与破坏这一关键科学问题撰写，充分考虑地应力对衬砌破裂机制和破坏模式的影响，对富水大断面隧道衬砌的变形、内力和弯矩以及破坏模式进行了系统性分析，并与原设计方案进行对比介绍，既有设计理论方面的改进创新内容，也有工程实际案例应用参考。