悬浮隧道,英文名译为Submerged Floating Tunnel,简称SFT,是一种能够用于跨越江河湖泊、海湾、海峡和其他水道的一种新型管状交通构筑物。与传统隧道的不同在于隧道结构完全被水包围,既不在地层上也不穿越地层,其力学原理是利用结构自身的重量、水体对结构的浮力和锚固力三者的平衡作用,来达到隧道结构悬浮于水中一定深度的目的。这种新型交通结构形式具有通行时间短、不受极端自然天气的影响、建造地点选择较为自由、对自然景观能达到最大程度保留、经济效益高、建造费用合理等等众多优点,这将使得未来悬浮隧道在解决各国岛屿与陆地连接、海湾通道和近海岸工程建设等领域扮演越来越重要的角色。正是这种潜在的巨大工程应用价值,悬浮隧道正成为现今隧道专业方向新的研究领域。本文针对悬浮隧道主要开展了以下研究工作:1.概述了悬浮隧道在水环境下所受到的荷载作用类型,并对各种荷载加以归纳总结。2.对波浪理论做了简要介绍,重点对波浪和水流对悬浮隧道的作用力进行了计算方法分析,同时对波流联合作用下的悬浮隧道管段结构作了分析,并得到了运用定常流理论来计算水流对悬浮隧道的荷载值。3.对流固耦合基本原理做了详细介绍,并对流体运动方程和湍流模型做了详细说明,用来分析流体运动的实质力学原理,对流体运动有一个清晰的认识。4.运用有限元软件建立二维模型,利用流固耦合原理,分析在八种断面形式下,悬浮隧道管段截面周边的流场、压力场分布规律,并加以研究总结。5.运用有限元软件构建三维模型,利用流固耦合原理,参考前者分析结果,选择3种断面形式,在改变洋流流速、悬浮深度、断面类型3种影响悬浮隧道结构选型的关键参数下,分析隧道管体的位移分布和应力应变分布情况,并对结果作分析研究,确定最为合适的断面形式,为将来悬浮隧道的断面设计、工程建设提供一些参考。