本教材教育部高等学校道路运输与工程教学指导分委员会“十三五”规划教材。全书介绍了隧道围岩与支护结构的相互作用原理、与隧道结构计算有关的有限元基本理论、荷载-结构法数值模拟方法、隧道施工过程的二维平面和三维空间问题的数值模拟、扩容隧道的计算分析等内容。本教材突出了有限元软件在隧道工程中的应用，采用大量的算例详细介绍了隧道施工数值模拟的过程、结果分析及应注意的问题。
本教材可作为隧道工程专业本科生及土木工程大类研究生的教材，亦可供从事隧道工程科研、设计和施工的技术人员参考。

第1章 绪论
1.1 隧道结构的组成及其计算特性
1.2 隧道结构计算的意义
1.3 隧道结构计算的力学模型
本章习题
第2章 围岩与支护结构
2.1 隧道应力分布概述
2.2 隧道开挖后的应力状态假定及力学效应
2.3 围岩应力与位移的线弹性分析
2.4 围岩应力与位移的弹塑性分析
2.5 围岩与支护结构的相互作用
本章习题
第3章 平面问题的有限元理论
3.1 两类平面问题
3.2 平面问题的离散化
3.3 单元分析
3.4 单元位移模式
3.5 单元应变
3.6 单元应力
3.7 单元刚度矩阵
3.8 结构刚度矩阵
3.9 静力平衡方程的求解
本章习题
第4章 杆系结构有限元法
4.1 平面梁单元
4.2 坐标转换
4.3 结构刚度矩阵及刚度方程
4.4 结构荷载
4.5 静力平衡方程的求解
本章习题
第5章 有限元软件ANSYS简介及隧道计算常用单元
5.1 ANSYS软件概述
5.2 隧道计算常用单元类型
5.3 ANSYS有限元分析基本过程
本章习题
第6章 荷载-结构法数值模拟
6.1 荷载-结构法概述
6.2 隧道结构荷载
6.3 基于围岩分级的围岩压力计算
6.4 围岩弹性抗力的处理方法
6.5 计算实例与分析
本章习题
第7章 隧道施工过程的二维数值模拟
7.1 二维数值模拟概述
7.2 掌子面的空间效应
7.3 支撑荷载
7.4 隧道施工过程数值模拟要点
7.5 台阶法施工过程模拟
7.6 注浆加固模拟
7.7 初期支护钢拱架的等效模拟
7.8 隧道支护闭合对其受力状态的影响分析
本章习题
第8章 隧道施工过程的三维数值模拟
8.1 区间隧道施工过程的三维模拟
8.2 二次衬砌施作时机与围岩稳定状态的关系
8.3 交叉隧道近接建筑物的模拟分析
本章习题
第9章 扩容隧道数值模拟
9.1 概述
9.2 新建隧道与原位改扩建隧道的形式
9.3 原位扩容隧道数值模拟
本章习题
参考文献