论文题目：双钢壳混凝土沉管隧道中自密实混凝土浇筑技术研究
摘要：随着珠三角城市群的发展,以及建设粤港澳大湾区的国家战略稳步向前推进,经济的发展对交通的依赖越来越大,而珠三角区域河流密布,部分区域临近海湾,要连通这些地区主要依靠桥隧工程,沉管隧道的解决方案越来越多进入工程人的视野。综合珠三角区域的地质及通航需求,双钢壳-自密实混凝土组合结构沉管隧道能够满足高水压、高耐久性、大跨度等性能要求。而国内外应用双钢壳-自密实混凝土组合结构沉管隧道的工程较为稀少,自密实混凝土施工浇筑技术也尚在探索之中,因此研究自密实混凝土浇筑施技术工对解决实际工程问题具有重大意义。本文首先进行了相应课题的调查分析,阅读了国内外相关的文献资料;随后结合理论分析及利用ANSYS FLUENT有限元软件对双钢壳-自密实混凝土组合结构沉管隧道中一个隔舱混凝土浇筑的影响因素进行研究。并建立了12组有限元模型用于分析影响自密实混凝土浇筑质量的因素。研究结果表明:（1）新拌自密实混凝土L型箱试验模拟结果和文献模拟结果、文献试验结果拟合情况较好,运用?0、a、b参数表征新拌SCC进行数值模拟是可行的。（2）采用?0、a、b参数表征新拌SCC模拟双钢壳-自密实混凝土组合结构浇筑过程中发现浇筑口越大、浇筑速度越大,自密实混凝土填充满下部区域时间越短,但浇筑质量并不理想。（3）为了能够使自密实混凝土在双层钢壳中获得最佳的填充效果,浇筑施工时应该控制浇筑速度、浇筑口直径、浇筑口高度在一个较为合理的范围内。浇筑速度不宜过大,否则自密实混凝土会因为冲击底部钢板飞溅而离析;浇筑口直径不宜过大,否则底部填充质量难以得到保障;浇筑口高度尽量保持在较低位置,否则自密实混凝土在下落过程中可能离析,且最终自密实混凝土填充效果不佳。在本文12组数值模拟的情况下推荐浇筑速度2.0m/s、浇筑口直径0.15m、浇筑口高度0.5m。（4）综合国内外已建或在建的双钢壳-自密实混凝土组合结构相关的浇筑经验,结合数值模拟软件Fluent的计算结果,对自密实混凝土浇筑施工提出建议。
关键词：自密实混凝土;填充性能;双钢壳-混凝土组合结构;沉管隧道;数值模拟;浇筑施工技术
学科专业：建筑与土木工程（专业学位）
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 国内外自密实混凝土(SCC)研究现状
1.2.2 国内外新拌SCC流动性数值模拟研究现状
1.2.3 国内外双钢壳混凝土组合结构沉管隧道研究现状
1.3 课题研究内容与方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究技术路线
第二章 自密实混凝土流变性研究理论基础
2.1 计算流体力学(CFD)原理
2.1.1 流体动力学的控制方程组
2.1.2 CFD求解过程
2.1.3 CFD有限体积法(Finite Volume Method)的几种常见求解方法
2.2 新拌SCC本构模型
2.2.1 宾汉姆(Bingham)模型
2.2.2 Herschel-Bulkley模型
2.3 数值模拟软件ANSYS FLUENT
2.3.1 FLUENT软件简介
2.3.2 FLUENT求解步骤
2.4 本章小结
第三章 基于H-B模型的新拌SCC L型箱试验和双钢壳-自密实混凝土组合结构浇筑过程数值模拟
3.1 新拌SCC L型箱试验数值模拟
3.1.1 L型箱件几何模型的建立
3.1.2 模型的的网格划分
3.1.3 边界条件和区域类型的设定
3.1.4 Fluent软件计算参数的设定
3.2 双钢壳-自密实混凝土组合结构沉管隧道浇筑过程数值模拟
3.2.1 深中通道工程概况
3.2.2 单个沉管钢壳隔舱几何模型的建立
3.2.3 模型的的网格划分
3.2.4 边界条件的设定
3.2.5 Fluent软件计算参数的设定
3.3 本章小结
第四章 新拌SCC L型箱试验和双钢壳-自密实混凝土组合结构浇筑过程数值模拟结果分析
4.1 新拌SCC L型箱试验数值模拟结果分析
4.2 新拌SCC双钢壳-自密实混凝土组合结构浇筑过程数值模拟结果分析
4.2.1 浇筑过程中SCC在双层钢壳沉管隧道内体积分数对比分析
4.2.2 浇筑过程中SCC对钢板压力分析
4.3 本章小结
第五章 双钢壳-自密实混凝土沉管隧道混凝土浇筑施工技术分析
5.1 已建双钢壳自密实混凝土组合结构工程的浇筑施工经验
5.2 对双钢壳自密实混凝土组合结构浇筑施工建议
5.3 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢