土壓平衡盾構密封艙土體與旋轉刀盤的流固耦合分析.pdf

1、土壓平衡盾構機是國家基礎建設、資源開發(fā)和國防建設急需的重大技術裝備。土壓平衡盾構正常掘進的關鍵就是維持密封艙內土壓力動態(tài)平衡,壓力失衡將導致地表坍塌等嚴重的工程事故。只有清楚認識密封艙內土壓力分布規(guī)律,建立完備的力學模型,才能為密封艙壓力的精確控制提供依據。
　　 本文針對以上問題,對盾構機掘進過程中密封艙土體與刀盤的相互作用進行了流固耦合數值模擬,得到了在刀盤擾動下密封艙內土體壓力分布總體規(guī)律。研究了盾構掘進界面處壓力分布與密

2、封艙后壁壓力分布的對應關系。分析了掘進操作參數、密封艙土體材料參數、刀盤結構形式對密封艙土壓力分布的影響規(guī)律,確定了影響密封艙壓力穩(wěn)定的關鍵因素。根據分析結果,提出了刀盤上攪拌棒安裝的合理位置。在研究密封艙土壓力分布規(guī)律的同時,根據流固耦合數值模擬結果,得到了盾構刀盤的應力分布,分析了密封倉內土體作用在刀盤上的扭矩。分析了掘進操作參數、密封艙土體材料參數、刀盤結構形式對刀盤扭矩的影響規(guī)律。分別建立了刀盤轉速、土體粘度、刀盤開口率與刀盤扭