土壓平衡盾構(gòu)密封艙土體與旋轉(zhuǎn)刀盤的流固耦合分析.pdf

1、土壓平衡盾構(gòu)機(jī)是國(guó)家基礎(chǔ)建設(shè)、資源開發(fā)和國(guó)防建設(shè)急需的重大技術(shù)裝備。土壓平衡盾構(gòu)正常掘進(jìn)的關(guān)鍵就是維持密封艙內(nèi)土壓力動(dòng)態(tài)平衡,壓力失衡將導(dǎo)致地表坍塌等嚴(yán)重的工程事故。只有清楚認(rèn)識(shí)密封艙內(nèi)土壓力分布規(guī)律,建立完備的力學(xué)模型,才能為密封艙壓力的精確控制提供依據(jù)。
　　 本文針對(duì)以上問(wèn)題,對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中密封艙土體與刀盤的相互作用進(jìn)行了流固耦合數(shù)值模擬,得到了在刀盤擾動(dòng)下密封艙內(nèi)土體壓力分布總體規(guī)律。研究了盾構(gòu)掘進(jìn)界面處壓力分布與密

2、封艙后壁壓力分布的對(duì)應(yīng)關(guān)系。分析了掘進(jìn)操作參數(shù)、密封艙土體材料參數(shù)、刀盤結(jié)構(gòu)形式對(duì)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(guān)鍵因素。根據(jù)分析結(jié)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(shí),根據(jù)流固耦合數(shù)值模擬結(jié)果,得到了盾構(gòu)刀盤的應(yīng)力分布,分析了密封倉(cāng)內(nèi)土體作用在刀盤上的扭矩。分析了掘進(jìn)操作參數(shù)、密封艙土體材料參數(shù)、刀盤結(jié)構(gòu)形式對(duì)刀盤扭矩的影響規(guī)律。分別建立了刀盤轉(zhuǎn)速、土體粘度、刀盤開口率與刀盤扭