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地铁隧道的非饱和流固耦合数值模拟研究
| 论文题名： | 地铁隧道的非饱和流固耦合数值模拟研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;非饱和土;流固耦合;数值;土水特征;拟合效果;水特征曲线;地下工程;方程;残余含水量;拟合曲线;应力场;实际工程应用;地下水渗流场;模型;进气值;研究进展;研究成果;相互作用;误差分析 |
| 摘要： | 地下工程中流固耦合现象是普遍存在的，地下工程将不可避免地破坏原有地下水渗流场与应力场的平衡状态，从而引起地表沉降和变形，这些问题已经引起了各有关方面以及公众的日益广泛的关注。开展这一领域的研究具有很大的学术意义和工程实际价值。 本文围绕着非饱和土流固耦合展开研究工作，在总结前人研究成果的基础上，主要研究和探讨了以下四个方面的内容：阐述流固耦合、非饱和土水特征曲线的研究进展；阐述非饱和土的基本性状、应力场和渗流场的相互作用；进行土水特征曲线试验研究，对试验结果进行拟合，并运用于在实际工程中。 本文主要结论如下： 1.选用应用较多Van Genuchten方程、Fredlund和Xing方程进行土水特征益线的拟合，通过误差分析发现，两种方程的拟合效果都比较好。 2.通过对比发现，粉质粘土土样的两种方程的SWCC拟合曲线较为接近，拟合效果都很好；粉土土样的两种方程的SWCC拟合曲线的拟合效果也都很好，但是差别比较明显，进气值、残余含水量和达到残余含水量时对应的吸力值均有所不同，进气值差别较明显，其他两项还是接近的，总体看来粉土的土水特征曲线拟合Van Genuchten方程较Fredlund和Xing方程与实测数据吻合更好。 3.考虑流固耦合的模型计算结果与实际观测值更为接近，且能更好的反映地表的实际变形趋势，其结果相对保守，在实际工程应用中更加安全。因此，在类似的工程条件背景下，考虑流固耦合作用的模型更具工程实际意义，建议采用此种模型。 |
| 作者： | 李聪 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张钦喜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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