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悬浮隧道结构选型关键参数理论研究
| 论文题名： | 悬浮隧道结构选型关键参数理论研究 |
| 关键词： | 悬浮隧道;荷载作用;流固耦合;隧道结构 |
| 摘要： | 悬浮隧道，英文名译为Submerged Floating Tunnel，简称SFT，是一种能够用于跨越江河湖泊、海湾、海峡和其他水道的一种新型管状交通构筑物。与传统隧道的不同在于隧道结构完全被水包围，既不在地层上也不穿越地层，其力学原理是利用结构自身的重量、水体对结构的浮力和锚固力三者的平衡作用，来达到隧道结构悬浮于水中一定深度的目的。这种新型交通结构形式具有通行时间短、不受极端自然天气的影响、建造地点选择较为自由、对自然景观能达到最大程度保留、经济效益高、建造费用合理等等众多优点，这将使得未来悬浮隧道在解决各国岛屿与陆地连接、海湾通道和近海岸工程建设等领域扮演越来越重要的角色。正是这种潜在的巨大工程应用价值，悬浮隧道正成为现今隧道专业方向新的研究领域。 本文针对悬浮隧道主要开展了以下研究工作: 1.概述了悬浮隧道在水环境下所受到的荷载作用类型，并对各种荷载加以归纳总结。 2.对波浪理论做了简要介绍，重点对波浪和水流对悬浮隧道的作用力进行了计算方法分析，同时对波流联合作用下的悬浮隧道管段结构作了分析，并得到了运用定常流理论来计算水流对悬浮隧道的荷载值。 3.对流固耦合基本原理做了详细介绍，并对流体运动方程和湍流模型做了详细说明，用来分析流体运动的实质力学原理，对流体运动有一个清晰的认识。 4.运用有限元软件建立二维模型，利用流固耦合原理，分析在八种断面形式下，悬浮隧道管段截面周边的流场、压力场分布规律，并加以研究总结。 5.运用有限元软件构建三维模型，利用流固耦合原理，参考前者分析结果，选择3种断面形式，在改变洋流流速、悬浮深度、断面类型3种影响悬浮隧道结构选型的关键参数下，分析隧道管体的位移分布和应力应变分布情况，并对结果作分析研究，确定最为合适的断面形式，为将来悬浮隧道的断面设计、工程建设提供一些参考。 |
| 作者： | 徐国勇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 涂忠仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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