隧道围岩变形预测预报依然是当前国内外研究的重点课题，如何应用合理的理论 及创新有效的监测和预报手段，涉及到隧道的安全性和可靠性等关键问题。我国现今 的隧道建设理念在某种程度上依然还处于半经验半理论状态，还没有真正形成一套自 成体系的成熟理论；传统的监控量测方法很难及时、准确地监测围岩的实时变形情况， 误差往往较大且不易控制，容易产生误判造成不确定的安全隐患。 本书针对现阶段隧道监控量测与分析中存在的主要问题，以湖南省娄衡高速公路 监控量测项目、武靖高速公路监控量测项目及长沙市城市固体废弃物处理场管理生活 区搬迁建设项目隧道监控量测项目为依托，运用 Kriging 插值方法、岩石流变理论和 现场监控量测试验、三维激光扫描技术、自动化监测数据管理平台的系统测试应用等 方法相结合开展相关研究。 本书主要内容包括绪论、Kriging 法理论研究、Kriging 时空统一预测模型及现场 试验研究、隧道围岩变形计算、基于三维激光扫描技术的隧道自动化监测系统研究、 结论及展望。

胡达，男，博士，副教授，硕士研究生导师，城市地下基础设施结构 安全与防灾湖南省工程研究中心副主任兼执行主任。中国注册公路水运工 程试验检测师，兼任湖南省岩石力学与工程学会理事，湖南省建设项目评 审专家，湖南省综合评标专家，云南省公路学会交通智库专家，湖南、广 东及黑龙江省自科基金项目评审专家。研究领域主要包括城市地下空间地 层变形预测及智能控制技术、大断面顶管隧道施工力学响应及沉降预测技 术、隧道及地下工程力学行为与安全控制技术。主持或参与国家自然科学 基金、省部级项目 10 余项，主持企业横向课题等项目 20 余项。至今，在 国内外权威期刊发表论文 30 余篇；申请国家专利 7 项，参编教材 1 部，荣 获省部级科技奖励三等奖 1 项、优秀奖 1 项。 

肖超，1986 出生，湖南长沙人，博士/博士后，高级工程师。主要从 事在地下工程、岩土工程等领域管理和研究，获得省部级科技进步奖 4 项、 专利 30 余项，发表论文 20 余篇。 

蔡志伟，男，教授级高级工程师，研究生学历，主要从事隧道及岩土 工程设计及相关研究，主持或参与省部级课题 2 项，发表学术论文 10 余篇， 其中 Sci/Ei 收录 4 篇，中文核心期刊 5 篇。 

张可能，男，1962 年生，博士，教授，注册土木（岩土）工程师，博 士生指导教师，地质工程学科带头人。长期从事工程地质/岩土工程、环境 工程地质、边坡与注浆技术的基础理论、设计和施工技术研究和教学工作， 主持包括国家自然科学基金纵向和横向科研项目等多项；发表学术论文 100 余篇。

第一章 绪论..................................................................................................... 1 

第一节 研究背景与意义....................................................................................................1 

第二节 隧道围岩变形预测研究现状................................................................................3 

第三节 隧道信息监测系统研究现状..............................................................................18 

第四节 主要研究内容及方法..........................................................................................21 

第五节 采用的技术路线..................................................................................................23 

第二章 Kriging 法理论研究..................................................................24 

第一节 基础理论..............................................................................................................24 

第二节 Kriging 法基本原理..............................................................................................39 

第三节 本章小结....................................................................................46 

第三章 Kriging 时空统一预测模型及现场试验研究............................................................ 47 

第一节 Kriging 时空统一预测模型..................................................................................48 

第二节 现场监测试验......................................................................................................53 

第三节 Kriging 时空统一模型预测分析..........................................................................63 

第四节 本章小结...............................................................................................81 

第四章 隧道围岩变形计算............................................................................. 83 

第一节 概述......................................................................................................................83 

第二节 广义 Kelvin、Bingham 模型................................................................................84 

第三节 黏弹塑性力学模型的建立..................................................................................86 

第四节 变形计算............................................................................................................100 

第五节 本章小结............................................................................................................110 

第五章 基于三维激光扫描技术的隧道自动化监测系统研究................ 111 

第一节 概述....................................................................................................................111 

第二节 三维激光扫描技术在隧道监控量测中的应用................................................113 

第三节 自动化监测数据管理系统的设计与实现........................................................135 

第四节 系统功能详细设计与实现................................................................................141 

第五节 本章小结............................................................................................................145 

第六章 结论及展望..................................................................................147 

第一节 结论....................................................................................................................147 

第二节 创新点................................................................................................................149 

第三节 研究展望............................................................................................................150 

参考文献........................................................................................... 151