基于流固耦合的海底隧道注漿圈合理參數(shù)研究.pdf

1、在海底隧道注漿設(shè)計中，除需要保證隧道施工期和運營期的安全性外，還要兼顧隧道的經(jīng)濟性，使得工程既安全又經(jīng)濟。因此，合理確定注漿圈的厚度及滲透系數(shù)等參數(shù)是海底隧道工程中一個亟待解決的問題。本文以青島膠州灣海底隧道為工程背景，通過理論計算和數(shù)值模擬兩種手段對海底隧道注漿圈合理參數(shù)的選取進行了以下研究： （1）對地下水在裂隙介質(zhì)中的滲流規(guī)律作了詳細的介紹，同時對圍巖、支護結(jié)構(gòu)與地下水相互作用的流固耦合計算模型的建立及相應(yīng)的求解辦法進行了

2、論述。 （2）運用達西滲流定律，推導(dǎo)出均質(zhì)圍巖中海底隧道襯砌背后水壓力和最大涌水量的理論計算公式；分析了最大涌水量、襯砌背后水壓力與注漿圈各參數(shù)之間的關(guān)系以及襯砌背后水壓力與隧道控制排水量之間的關(guān)系。 （3）采用了雙剪統(tǒng)一強度理論，對圓形海底隧道的圍巖進行了彈塑性分析，得出了流固耦合作用下圍巖的應(yīng)力場、位移場、塑性區(qū)半徑、特性曲線方程的理論計算公式；分析得出流固耦合作用和中間主應(yīng)力效應(yīng)對隧道圍巖穩(wěn)定的影響規(guī)律。

3、（4）采用有限差分程序--FLAC3D，針對青島膠州灣海底隧道F4-4斷層破碎帶進行了數(shù)值模擬，系統(tǒng)分析了注漿圈厚度、滲透系數(shù)及隧道排水方式對圍巖滲流場、應(yīng)力場、位移場、破壞區(qū)的影響規(guī)律，并與理論解析所得的結(jié)果進行對比驗證。 （5）在理論計算和數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，給出了流固耦合作用下海底隧道注漿圈合理參數(shù)的選取方法，并就青島膠州灣海底隧道F4-4斷裂破碎帶的注漿工程進行了初步設(shè)計，給出了相關(guān)注漿參數(shù)。由于工程地質(zhì)資料和破碎帶透水性