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，還要兼顧隧道的經濟性，使得工程既安全又經濟。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中的滲流規(guī)律作了詳細的介紹，同時對圍巖、支護結構與地下水相互作用的流固耦合計算模型的建立及相應的求解辦法進行了

2、論述。 （2）運用達西滲流定律，推導出均質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)之間的關系以及襯砌背后水壓力與隧道控制排水量之間的關系。 （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力效應對隧道圍巖穩(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果進行對比驗證。 （5）在理論計算和數(shù)值分析的基礎上，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計，給出了相關注漿參數(shù)。由于工程地質資料和破碎帶透水性