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基于SPH方法的盾构隧道开挖面失稳全过程模拟
1
作者
马阳晨
翁效林
+4 位作者
孙钰丰
叶飞
马越
WONG K K Henry
PARDOEN Benoit
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第10期2204-2214,共11页
鉴于传统上基于网格的数值方法在模拟岩土材料大变形问题中的局限性,将一种无网格数值方法——光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)应用于盾构隧道开挖失稳全过程模拟,包括土体渐进性失稳至极限平衡状态,再到土体...
鉴于传统上基于网格的数值方法在模拟岩土材料大变形问题中的局限性,将一种无网格数值方法——光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)应用于盾构隧道开挖失稳全过程模拟,包括土体渐进性失稳至极限平衡状态,再到土体破坏后的坍塌大变形。首先,建立了盾构隧道开挖SPH模型,通过将SPH模拟结果与理论解以及模型试验得到的极限支护力和开挖面破坏模式进行对比,验证了SPH方法在分析隧道开挖失稳大变形问题中的可行性。然后,在无支护力条件下对隧道开挖失稳全过程进行模拟,并分析了覆跨比、内摩擦角和黏聚力3个关键参数对土体破坏后坍塌大变形的影响。研究结果为今后解决隧道大变形问题提供了一种新的分析方法与视角。
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关键词
隧道工程
大变形
开挖面失稳
光滑粒子流体动力学
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职称材料
题名
基于SPH方法的盾构隧道开挖面失稳全过程模拟
1
作者
马阳晨
翁效林
孙钰丰
叶飞
马越
WONG K K Henry
PARDOEN Benoit
机构
长安大学公路学院
陕西西咸海绵城市工程技术有限公司
里昂大学国立国家公共
工程
学院
出处
《岩土工程学报》
北大核心
2025年第10期2204-2214,共11页
基金
国家自然科学基金项目(42277151)
陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目(S2024-YD-QCYK-0027)
长安大学中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102214201)。
文摘
鉴于传统上基于网格的数值方法在模拟岩土材料大变形问题中的局限性,将一种无网格数值方法——光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)应用于盾构隧道开挖失稳全过程模拟,包括土体渐进性失稳至极限平衡状态,再到土体破坏后的坍塌大变形。首先,建立了盾构隧道开挖SPH模型,通过将SPH模拟结果与理论解以及模型试验得到的极限支护力和开挖面破坏模式进行对比,验证了SPH方法在分析隧道开挖失稳大变形问题中的可行性。然后,在无支护力条件下对隧道开挖失稳全过程进行模拟,并分析了覆跨比、内摩擦角和黏聚力3个关键参数对土体破坏后坍塌大变形的影响。研究结果为今后解决隧道大变形问题提供了一种新的分析方法与视角。
关键词
隧道工程
大变形
开挖面失稳
光滑粒子流体动力学
Keywords
tunnel engineering
large deformation
excavation face instability
smoothed particle hydrodynamics
分类号
TU455.4 [建筑科学—岩土工程]
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1
基于SPH方法的盾构隧道开挖面失稳全过程模拟
马阳晨
翁效林
孙钰丰
叶飞
马越
WONG K K Henry
PARDOEN Benoit
《岩土工程学报》
北大核心
2025
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