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泥水盾构环流系统管道输送特性-中南大学学报
第 48 卷第 11 期 中南大学学报( 自然科学版) Vol.48 No.11
2017 年 11 月 Journal of Central South University (Science and Technology) Nov. 2017
DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2017.11.007
泥水盾构环流系统管道输送特性
1, 2 1, 2 3 4 1, 2 1, 2
夏毅敏 ，王洋 ，吴遁 ，秦邦江 ，杨端 ，姚菁
(1. 中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083；
2. 中南大学 机电工程学院，湖南 长沙，410083；
3. 中铁十四局隧道工程有限公司，山东 济南，250013；
4. 中国铁建重工集团有限公司，湖南 长沙，410100)
摘要：为研究泥水盾构环流系统管道输送特性，根据实际施工情况确定操作参数(管道入口流速 v 、石碴粒径d 、
i
石碴体积分数 φ、浆液黏度µ 和密度ρ) 的选取范围，采用流体力学软件与离散元软件耦合方法建立管道内石碴运
动模型，通过仿真研究 5 个操作参数对环流系统管道压力损失 Δp 和石碴群输送速度 vs 的影响规律。研究结果表
明：v 对环流系统管道输送速度影响最大；增大 v 与 φ给环流系统带来较大的压力损失；增大 v 和ρ 能够有效提
i i i
3 3
升管道内石碴输送速度；当浆液密度从ρ=1.0 g/cm 增大至 1.2，1.4 和 1.6 g/cm 时，Δp 增幅分别为 7.0%，17.0%
和 26.0% ，石碴群输送速度v 增幅分别为 18.0%，30.0%和 39.5%，v 增幅大于 Δp 增幅；Δp 随 v 和 φ的增大而增
s s i
大，且 vi 对 Δp 的影响程度大于φ对 Δp 的影响程度；仿真模型中石碴运动轨迹与实际工程具有一致性。
关键词：泥水盾构；环流系统；颗粒运动特性
中图分类号：U45 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2017)11−2889−08
Transport characteristics of shield slurry system
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