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题名泥水盾构排浆管砾石沉积特性及对泥浆影响规律
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作者
李振
邓朝辉
李树忱
袁超
彭科峰
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机构
山东大学岩土与结构工程研究中心
中铁第四勘察设计院集团有限公司
山东大学齐鲁交通学院
中国矿业大学力学与土木工程学院
山东大学土建与水利学院
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出处
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第4期849-859,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(52108373)
济南市“高校20条”资助项目(2020GXRC046)
黏性地层土压平衡盾构黏附堵塞机理与化-电协同改良机制研究项目(52478399)。
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文摘
为研究泥水盾构掘进风化岩层时排浆管内砾石的输送特性,基于CFD-DEM方法建立排浆管砾石输送模型,分析砾石输送过程中的速度分布、受力特征、运动形式,以及砾石床层对泥浆流动的影响规律,研究砾石尺寸、砾石形状、泥浆流速和泥浆相对质量密度对砾石沉积特性的影响。研究表明,砾石颗粒以沙丘状床层间歇式推移。砾石速度沿高度分层,表层砾石速度快,运动以碰撞和滚动为主;近壁层砾石速度慢,运动以滑移为主。近壁层和表层砾石间存在过渡层。砾石床层使管道内泥浆流速和压力局部增大。砾石床层速度随泥浆流速增大呈现线性增大。砾石床层高度随砾石尺寸增大而增大。泥浆相对质量密度越大,砾石受到曳力越大。砾石形状系数越小,输送难度越大。建立砾石沉积风险评价指标,通过传速系数α和增压系数β对砾石沉积风险评价,并提出针对性调控方法,为预防和处理砾石沉积堵塞提供参考。
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关键词
泥水盾构
CFD-DEM耦合
砾石输送
沉积堵塞
颗粒床推移
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Keywords
slurry shield tunneling
CFD-DEM coupling
rock transportation
sedimentary blockage
particle bed displacement
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分类号
TU443
[建筑科学—岩土工程]
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