【摘 要】
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隧道开挖过程中,由于地下水的影响,将产生流固耦合问题。隧道开挖将导致渗流场的改变,岩体内部应力场重新分布,位移场也将有所改变。因此隧道流固耦合问题是一个重要研究方向。论
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隧道开挖过程中,由于地下水的影响,将产生流固耦合问题。隧道开挖将导致渗流场的改变,岩体内部应力场重新分布,位移场也将有所改变。因此隧道流固耦合问题是一个重要研究方向。论文运用数值模拟、理论分析和实测数据分析等方法,研究渗流水对隧道围岩应力场、位移场影响,通过大连地铁某工程区段实例验证结论,其主要内容如下:(1)隧道施工过程中有关流固耦合的理论分析应用流体力学、岩体力学、弹塑性力学、结构力学、地下水动力学等相关知识,研究渗流场的基本微分方程,求解地下水影响下的围岩渗流场计算公式,构建渗流场作用下围岩的应力场计算方程。分析地下水作用下孔隙受力特征,构造多孔介质的非线性流固耦合数学模型。在深入研究渗流场和应力场耦合机制基础上,进一步研究数学模型的特点和求解方法。(2)分析隧道开挖后围岩渗流场分布特征;通过分析隧道开挖后围岩孔隙水压力等值线图,总结其渗流场分布规律,以及隧道开挖过程中,渗流对隧道围岩应力场分布及围岩变形影响规律,渗流引起的地面沉降规律。为隧道安全开挖与防灾减灾提供理论支撑依据。(3)利用数值模拟与实测数据、理论计算对比分析,验证了有限差分数值方法模拟盾构隧道施工渗流场和应力场耦合问题的可靠度和计算结果的合理性。
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