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考虑流固耦合影响的水下隧道施工力学效应研究
| 论文题名： | 考虑流固耦合影响的水下隧道施工力学效应研究 |
| 关键词： | 水下隧道;流固耦合;数值模拟;监控量测;隧道施工 |
| 摘要： | 随着我国建设步伐不断加快，各种跨江跨海水下隧道建设也大量涌现，而水下隧道以及高地下水位的富水地中层隧道修建不可避免将遇到渗流场与应力场相互作用的耦合问题。尽管这种流固耦合作用的重要性已经日益被人们所认识到，但就目前而言试验研究和理论方法还不尽完善，尤其在同时考虑流固耦合效应以及围岩与支护结构共同作用的力学效应研究方面仍亟需作大量的研究工作。对此本文以长沙市湘江大道浏阳河水下隧道为依托主要展开了下面研究工作： （1）从渗流连续性方程和渗流运动方程出发，阐述了孔介质中的饱和渗流的基本方程，并基于Biot固结理论推导出求解流固耦合问题的渗流微分方程组及定解条件； （2）介绍了流固耦合相互作用的各个方程在有三维有限差分程序FLAC3D中的表达形式以及FLAC3D在渗流计算中的数值表述，并较系统地介绍了利用FLAC3D求解流固耦合问题的一般建模方法； （3）采用FLAC3D数值方法模拟浏阳河水下隧道施工，同时考虑流固耦合效应以及围岩与支护结构共同作用，改进了以往数值方法在反应隧道流固耦合效应方面的不足，建立能同时反映岩土体力学特性和水体流动规律的流固耦合模型，分析了水下隧道不同阶段施工的力学效应； （4）对浏阳河水下隧道实际监控量测数据进行整理分析，并结合实际监控量测所得的数据与数值模拟结果进行比对，判断数值计算的合理性，并通过监测结果评定隧道工程施工的安全状态。本文的研究成果对隧道施工起到了良好的指导作用，确保了隧道施工的安全进行。 |
| 作者： | 谭鑫 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 傅鹤林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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