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随着全球一体化水平的提高,区域经济单元之间的要素和资源整合程度越来越高,改善江河湖海导致的城市板块之间、地区之间以及国际之间的水域交通阻隔问题已经迫在眉睫。为解决这一问题,人们越来越青睐于水下隧道特有的优势。因此,水下隧道也就成为一种克服水域平面障碍的重要手段。水下隧道周边围岩裂隙中一般存在较高的空隙水压力和渗透压力,造成了其围岩的稳定性降低。本文以长沙地铁长光区间为依托,对水下盾构法施工的围岩变形机理进行研究,在考虑流固耦合作用的情况下,进行数值模拟,并与现场实测数据进行对比。论文工作如下:(1)在阅读大量国内外文献的基础上,对国内外水下盾构法施工的研究现状进行分析,总结得到围岩的变形规律。(2)通过使用FLAC3D软件的模拟,采用Mohr—Coulomb弹塑性屈服准则,综合考虑隧道地质条件、隧道埋深、管片衬砌材料参数,采用流固耦合模型进行数值模拟,同时对围岩变形数据进行分析。(3)水下盾构隧道施工中,渗流场对隧道结构及围岩应力场有较大影响。结合长沙地铁长光区间过江盾构隧道的修建,运用FLAC3D对围岩水压力及应力场进行耦合分析,得到开挖期间管片衬砌应力、位移及孔隙水压力的分布规律。模拟结果表明:施工过程中,隧道管片应力在耦合作用下增大,管片顶部应力最大而且增幅也是最大,所以在水下隧道施工中,需要加大对顶部的监测。FLAC3D软件模拟分析与实际监测数据在变形曲线形态分析方面具有一致性,表明FLAC3D模拟结果在指导长沙地铁水下盾构施工和监测具有一定的可靠性。