地铁隧道的非饱和流固耦合数值模拟研究

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1、分类号：TU46j825380单位代码：10005学号：S200704149密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目英文并列!塾竺△巳乜!i￡垒主iQ望Q￡!塾宝至!坚i堕：璺Q!i堕￡Q丛巳!i卫g!塾呈Q盟题目inNumericalSimulationofTunnei专论文报告提交日期2Q!Q：§学位授_予日期授r学．位名称和地址jE塞工些厶堂j妾基吏塑田匡芏巫园!鲤量’’气’-关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布

2、论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)虢雄翩躲主亟薹琏胁上丛厂摘要地下工程中流固耦合现象是普遍存在的，地下工程将不可避免地破坏原有地下水渗流场与应力场的平衡状态，从而引起地表沉降和变形，这些问题已经引起了各有关方面以及公众的日益广泛的关注。开展这一领域的研究具有很大的学术意义和工程实际价值。本文围绕着非饱和土流固耦合展开研究工作，在总结前人研究成果的基础上，主要研究和探讨了以下四个方面的内容：阐述流固耦合、非饱和土水特征曲线的研究进展；阐述非饱和土的基本性状、应力场和

3、渗流场的相互作用；进行土水特征曲线试验研究，对试验结果进行拟合，并运用于在实际工程中。本文主要结论如下：1．选用应用较多VanGenuchten方程、Fredlund和Xing方程进行土水特征益线的拟合，通过误差分析发现，两种方程的拟合效果都比较好。2．通过对比发现，粉质粘土土样的两种方程的SWCC拟合曲线较为接近，拟合效果都很好；粉土土样的两种方程的SWCC拟合曲线的拟合效果也都很好，但是差别比较明显，进气值、残余含水量和达到残余含水量时对应的吸力值均有所不同，进气值差别较明显，其他两项还是接近的，总体看来粉土的土水特征曲线

4、拟合VanGenuchten方程较Fredlund和Xing方程与实测数据吻合更好。3．考虑流固耦合的模型计算结果与实际观测值更为接近，且能更好的反映地表的实际变形趋势，其结果相对保守，在实际工程应用中更加安全。因此，在类似的工程条件背景下，考虑流固耦合作用的模型更具工程实际意义，建议采用此种模型。关键词：非饱和土；流固耦合；土水特征曲线；基质吸力；拟合；数值模拟北京T业人学T学硕Ij学位论文IlABSTRACTABSTRACTFluid--solidcouplingphenomenonisgeneralinundergrou

5、ndprojects．TheulqdCl。groundconstructionwillinevitablydestroytheexistingbalanceofthestressfieldandthegroundwaterseepagefield，causingsurfacesubsidenceanddeformation．Theseproblemshavearousedwidepublicconcernincreasingly．Researchesinthisareahavegreatacademicsignificance

6、andengineeringvalue．Beingbaseduponsummarizingtheexistingresearch，theresearchofthispapersurroundsfluid‘_——solidcouplingtheoryofunsaturatedsoilandalmostcovers：Introducingtheresearchadvanceoffluid--solidcouplingandSWCCofunsaturatedsoil；Introducingthebasiccharacteristic

7、ofunsaturatedsoilandtheinteractionbetweenstressfieldandseepagefield；Workingonstudingsoil—watercharacteristiccurvetest，firingthetestresultsandapplyingthefittingCHIVeinactualproject．Themainresearchconclusionsconsistof：1．FitthetestdataswithVanGenuchtenequationandFredlu

8、ndandXingequationbecausetheyareconuTlon．Througherroranalysis，itisfoundthatboththetwoequationshavegoodfittingresults．2．Bycomparison，whenthe