考慮流固耦合影響的水下隧道施工力學(xué)效應(yīng)研究.pdf

1、中南大學(xué)碩士學(xué)位論文考慮流固耦合影響的水下隧道施工力學(xué)效應(yīng)研究姓名：譚鑫申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：橋梁與隧道工程指導(dǎo)教師：傅鶴林20090501A b s t r a c tA l o n gw i t ht h e a c c e l e r a t i n gc o n s t r u c t i o np a c ei n C h i n a ，e m e r g e av a r i e t y o f a c r o s s -

2、 s e a ／r i v e r u n d e r w a t e r t u n n e l i n g p r o j e c t s ，i n e v i t a b l ye n t a i l i n g a ne m p h a s i s o nt h ec o u p l i n gi n t e r a c t i o nb e t w e e nt h es e e p a g ef i e l da n dt

3、h es t r e s s f i e l d ，f o rw h i c h ，i ns p i t eo f t h ef a c tt h a ti t h a sb e e ni n c r e a s i n g l y p a i d a t t e n t i o n t o n o w a d a y s ，b u t t e s t r e s e a r c h e s a n dt h e o r e t i c

4、 a lm e t h o d o l o g y a r es t i l l t ob ew o r k e do n ，e s p e c i a l l yi nc a s et h a tt h ec o m b i n e da c t i o nb e t w e e n w a l lr o c k sa n ds h o r i n gs t r u c t u r e sw i t ht h ef l u i d -

5、 s o l i dc o u p l i n ge f f e c t ss h o u l db et a k e ni n t oa c c o u n t ss i m u l t a n e o u s l y ．T h i sp a p e r p r e s e n t sam o d e ls t u d yo nL i u y a n gR i v e rU n d e r w a t e r T u n n e lo

6、 f X i a n g R i v e rR o a d i nC h a n g s h a C i t ya st h e f o l l o w i n g ：1 ．E x p o u n d e dt h eb a s i c e q u a t i o n f o rs a t u r a t e d s e e p a g e i n p o r o u sm e d i a b a s i n g o n t h e s

7、 e e p a g e c o n t i n u i t y e q u a t i o n a n d t h e s e e p a g em o v e m e n t e q u a t i o n ，a n d g a v e f o r t h a g r o u p o f p a r t i a l d i f f e r e n t i a le q u a t i o n sf o r s e e p a g e

8、i n f l u i d - s o l i dc o u p l i n g c a s e sa n dt h ed e t e r m i n i s t i cc o n d i t i o no f s o l u t i o ni n f e r r e df r o m t h e B i o tC o n s o l i d a t i o n T h e o r y ．2 ．I n t r o d u c e d t

9、 h e r e p r e s e n t a t i o n o fe a c h e q u a t i o n f o r f l u i d ．s o l i dc o u p l i n g i n t e r a c t i o n i n t h e t h r e e —d i m e n s i o n a l d i f f e r e n t i a l p r o c e d u r eF L A C 3 D

10、，a n d t h eg e n e r a lm o d e l i n g m e t h o d s i nF L A C 3 D f o rs o l u t i o n ．3 ．S i m u l a t e dt h e c o n s t r u c t i o no fL i u y a n gR i v e rU n d e r w a t e rT u n n e lb a s i n go nF L A C 3

11、D n u m e r i c a lm e t h o d s ，i m p r o v e du p o nt h et r a d i t i o n a ln u m e r i c a l m e t h o d s i n r e p r e s e n t i n g f l u i d —s o l i d c o u p l i n ge f f e c t s ，t a k i n ga c c o u n t so

12、 f b o t ht h e f l u i d ．s o l i dc o u p l i n ge f f e c t sa n dt h ec o m b i n e d a c t i o no fw a l l r o c k s a n ds h o r i n g s t r u c t u r e s ，e s t a b l i s h e d f l u i d —s o l i d c o u p l i n g

13、m o d e l st or e p r e s e n ts o i l ．r o c km e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dw a t e rf l o w ,a n da n a l y z e dt h em e c h a n i c a l e f f e c t so f t h eu n d e r w a t e r t u n n e ld u

14、r i n g e a c hc o n s t r u c t i o ns t a g e ．4 ．A n a l y z e d a n dc o m p a r e dt h e m e a s u r e dd a t a o fL i u y a n gR i v e rU n d e r w a t e r T u n n e l w i t h t h e n u m e r i c a l r e s u l t s

15、． e s t i m a t e t h er e a s o n a b l e n e s s o f n u m e r i c a l s i m u l a t i o n ，a n d e v a l u a t e t h e s a f e t y o ft u n n e l i n g w o r k s b a s i n g o n s u r v e y e d d a t a S O a s t o e n