基于计算流体动力学的盾构刀盘开挖面土体分析.pdfVIP

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2017-09-13 发布于重庆
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基于计算流体动力学的盾构刀盘开挖面土体分析.pdf

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第45卷第 12期天津大学学报 v01．45 No．12 2012年 12月 JournalofTianjinUniversity Dec．2012 基于计算流体动力学的盾构刀盘开挖面土体分析郭伟，胡竟，刘建琴，李楠 (天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室，天津 300072) 摘要：针对土压平衡盾构掘进过程中土体、刀盘及土舱控制等复杂的耦合作用关系，利用经改良的切削渣土的 “塑性流变状态”，建立了包括土体、刀盘、土舱和螺旋输送机在内的 CFD模型，研究了刀盘开口率和埋深等因素对刀盘开挖面土体压力及速度分布规律的影响．建立了土体压力及其速度分布的拟合数学模型，揭示了刀盘拓扑结构特征对掘进过程的重要影响．利用实际工程掘进数据对比验证了CFD模型计算结果的正确性与方法的可行性，可对高效、稳定掘进的刀盘拓扑结构的优化设计提供分析支持．关键词：计算流体动力学；土压平衡盾构；刀盘；开挖面中图分类号：U455．430 文献标志码：A 文章编号：0493—2137(2012)12—1039．06 AnalysisofSoilofExcavationFacewithShieldCutterHeadBasedon ComputationalFluidDynamics GUOWei，HU Jing，LIUJian—qin，LINan (KeyLaboratoryofMechanismTheoryandEquipmentDesignofMinistryofEducation，TianjinUniversity， Tjanjin300072，China) Abstract：Giventhecomplexcouplingeffectofsoil，cutterheadandcontrollingofsealedcabinduringearthpres— sureshieldtunneling，byusingtheplasticfluidityofmodifiedcuttingsoil，theCFD model，includingsoil，cutter head．sealedcabinandscrew conveyor，wasestablishedforanalyzingthesoi1ofexcavationfacewithearthpressure shieldcutterhead．Theeffectsofopeningratiosofcutterheadandburieddepthsonthepressureandvelociytdistribu— tionsofexcavationfacewithearthpressureshieldcutterheadwerestudied．andthefittingmathematicalmodelofthe distributionswasproposed．AndthebiginfluenceofthestrucutreofEPB shieldcutterheadontunnelingprogresswas revealed．ThesimulationresultsoftheCFD mode1werecomparedwithfielddata，andthefeasibilityofthesimula- tionmethodwasverified．TheconclusionsprovideananalyticalsupportforoptimizingthestructureofEPB shield curerheadtorealizemoreefficientandsteadyutnneling． Keywords：computationalfluiddynamics；EPB shield；cu