本文選題：隧道工程 + 流固耦合��； 參考：《巖石力學與工程學報》2014年12期

【摘要】：基于流固耦合模型試驗系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及存在問題,以青島膠州灣海底隧道F4 4斷層為研究對象,研制海底隧道新型可拓展突水模型試驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)由可拓展模型試驗臺架、涌水量采集量測裝置及水位自動提升加載裝置組成。試驗臺架采用高強度鋼材及鋼化玻璃為主體材料,由多榀獨立鋼構(gòu)件及內(nèi)部高強鋼化玻璃觀察室栓接組合而成,實現(xiàn)試驗過程的可視化并兼具美觀性,并可根據(jù)試驗需要通過多組預留螺栓孔進行縱向尺寸拓展,能夠?qū)崿F(xiàn)對斷層等不良地質(zhì)體的模擬;涌水量采集量測裝置由涌水采集器、導水管、流速測量傳感器等組成,可實現(xiàn)對斷層涌水量的實時監(jiān)測。同時,研制2種滿足流固耦合相似要求的水理性質(zhì)不同的相似材料,能夠很好地模擬斷層及普通圍巖,滿足試驗要求,并采用光柵光纖監(jiān)測元件、微型壓力盒全程采集斷層、普通圍巖處位移、滲壓、應力等多元信息。采用上述模型試驗系統(tǒng)對斷層突水進行物理模擬,揭示開挖及突水災變演化過程中斷層及普通圍巖多物理場信息演化規(guī)律。試驗結(jié)果表明該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,研究方法及結(jié)果對今后類似工程的研究具有指導和借鑒意義。
[Abstract]:Based on the current research situation and existing problems of fluid-solid coupling model test system, a new extensible water inrush model test system was developed based on the F4 / 4 fault of Jiaozhou Bay subsea tunnel in Qingdao. The system consists of an extensible model test-bed, a measuring device for collecting and measuring water inflow and an automatic lifting and loading device for water level. The test bench is made of high strength steel and toughened glass as main material, and is composed of several independent steel members and internal high strength toughened glass observation room, which realizes the visualization of the test process and has both aesthetic properties. According to the needs of the test, the longitudinal dimension can be expanded through many groups of reserved bolt holes, which can simulate the bad geological bodies such as faults, and the device for collecting and measuring water inflow is composed of a water gushing collector, a diversion pipe, a velocity measuring sensor, and so on. The real-time monitoring of fault discharge can be realized. At the same time, two kinds of similar materials with different hydrological properties which meet the similar requirements of fluid-structure coupling are developed, which can well simulate faults and ordinary surrounding rocks, meet the test requirements, and adopt grating fiber optic monitoring elements and micro-pressure boxes to collect faults throughout the whole process. Displacement, seepage pressure, stress and other multivariate information of common surrounding rock. The above model test system is used to simulate the water inrush of faults and to reveal the information evolution law of multiple physical fields of faults and surrounding rocks during the evolution of excavation and water inrush. The experimental results show that the system is stable and reliable, and the research methods and results can be used for reference in the future research of similar projects.
【作者單位】： 山東大學巖土與結(jié)構(gòu)工程研究中心;
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973)項目(2013CB036000) 國家自然科學基金面上基金(51479106) 教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃(NCET 11 0317)
【分類號】：U459.5

【參考文獻】

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本文編號：1835125