深海悬浮隧道荷载组合及效应分析

【摘要】：水中悬浮隧道(Submerged Floating Tunnel,简称SFT)是通过结构自重、水的浮力及锚固力的平衡作用,使其悬浮在水中适当深度的新型管状交通结构物,是一种用于跨越海峡、海湾、湖泊及其他水道的新型结构形式,由于悬浮隧道具有通行时间短、对自然环境影响小、建造地点的选择比较自由以及不破坏建造地点的自然景观等诸多方面的优点,其对于解决各国的岛屿与大陆连接、海湾通道和近岸工程建设等具有潜在的应用价值,因此水中悬浮隧道正日益成为隧道专业方向新的研究课题。 本文主要进行了以下工作： 1.概述了水中悬浮隧道所处环境,对作用在水中悬浮隧道上的各种荷载进行了总结并归类。 2.简单的介绍了波浪理论,初步分析了波浪和水流对水中悬浮隧道所产生荷载的计算方法,并运用定常流理论来计算水流对水中悬浮隧道的荷载。 3.采用大型有限元软件ANSYS建立水中悬浮隧道的三维有限元模型,对椭圆形(η=0.3)、椭圆形(η=0.4)、椭圆形(η=0.5)、椭圆形(η=0.6)、椭圆形(η=0.7)、圆形和多边形断面在不同水流流速、不同张力腿角度、不同悬浮深度情况下的静力响应进行了对比分析。 4.利用流体计算软件FLUENT程序进行水中悬浮隧道的绕流场模拟,对椭圆形(η=03)、椭圆形(η=0.4)、椭圆形(η=0.5)、椭圆形(η=0.6)、椭圆形(η=0.7)、圆形和多边形断面在不同水流流速下的压力场与速度场进行了对比分析。