含水层地下水渗流阻挡效应及其对地下结构工程性状的影响-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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含水层地下水渗流阻挡效应及其对地下结构工程性状的影响

项目名称：含水层地下水渗流阻挡效应及其对地下结构工程性状的影响
项目类别：面上项目
批准号：41072209
申请代码：D0214
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2011-01-01-2013-12-31

项目负责人：沈水龙
负责人职称：教授
依托单位：上海交通大学
批准年度：2010

中文摘要：

含水层中地下构筑物的挡水作用及其对地下基础设施长期工程性状的影响，是地下工程和岩土工程领域的研究难点之一。项目通过室内试验、数值分析、Cosserat力学理论分析相结合的方法，拟解决以下关键科学问题①阐明多层含水层中地下结构对地下水位和流量影响规律，建立考虑地下结构挡水效应的地层渗流分析模型；②确立由于含水层渗流场的改变，导致结构两侧不平衡荷载的计算模型，利用Cosserat的不对称力学理论分析揭示地下结构（特别是隧道）剪切、扭转的受力与变形的发展规律；③阐明复杂条件下多层含水层中桩基础存在时，地下水位和流量的时域变化特征，建立考虑桩基挡水效应的多层含水地层地下水渗流分析模型。研究成果可为提高我国沿海城市地下空间的设计水平和确保城市基础设施的安全使用，提供重要的理论依据和丰富的试验数据。研究成果可应用到地下工程、市政工程和交通工程。

中文主题词：含水层；地下结构；挡水效应；隧道剪切扭转；Cosserat力学

英文摘要：

Aquifer；Underground structure；blocking of groundwater；torsional deflection of tunnel；Cosserat mechanics

英文主题词： Aquifer；Underground structure；blocking of groundwater；torsional deflection of tunnel；Cosserat mechanics

结论摘要：

含水层中地下构筑物的挡水作用及其对地下基础设施长期工程性状的影响，是地下工程和岩土工程领域的研究难点之一。本项目通过室内试验、数值分析、Cosserat力学理论分析相结合的方法，探讨解决以下关键科学问题①阐明多层含水层中地下结构对地下水位和流量影响规律，建立考虑地下结构挡水效应的地层渗流分析模型；②确立由于含水层渗流场的改变，导致结构两侧不平衡荷载的计算模型，利用Cosserat的不对称力学理论分析揭示地下结构（特别是隧道）剪切、扭转的受力与变形的发展规律；③阐明复杂条件下多层含水层中桩基础存在时，地下水位和流量的时域变化特征，建立考虑桩基挡水效应的多层含水地层地下水渗流分析模型。本项目通过分析地下构筑物（包括延伸式结构，以下称地下结构与分布式桩基等结构，以下称桩基）对多层含水层地下水渗流的阻挡作用、地下水渗流场变化对地下结构（特别是隧道类地下结构）稳定性的影响，揭示城市地下多层含水层中，地下结构物的存在对含水层地下水补给的影响机理。研究成果不仅对于现阶段上海市的地下结构的规划、设计与施工具有重要指导意义，还对国内其它特大城市中类似工程问题具有积极的借鉴意义；可为提高我国沿海城市地下空间的设计水平和确保城市基础设施的安全使用，提供重要的理论依据和丰富的试验数据。研究成果可应用到地下工程、市政工程和交通工程。本项目共发表SCI论文14篇，EI论文9篇，专利4项等多项成果。

成果综合统计