泥水平衡盾构机掘进并行数值模拟方法研究

• 作者: 沈建奇 王吉云 金先龙
• 来源期刊: 计算力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 盾构法 刚度迁移法 数值模拟 并行计算
• 年，卷（期）: 2010,（1）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 132-138
• 页数: 7页
• 分类号: TU457
• 语种: 中文

摘要

以某大型越江隧道工程为背景,建立该工程场地土层的大规模三维非线性数值模型.同时基于共享内存武并行计算平台(SMP),利用刚度迁移法,完成了泥水平衡盾构机逐步掘进百米长距离,并穿越大堤这一复杂力学过程的大规模数值模拟.为模拟泥水平衡盾构机掘进各施工阶段,不同施工因素之间的复杂力学作用关系,提出了对各施工因素模拟的简化方法.具体包括:开挖面泥水压力对前方土体的作用、盾构机机头的超挖、盾构机机身对土体的作用、盾尾注浆材料的时空变化特性、盾构机后方百米长拖车对巴铺成隧道的作用等施工因素.通过对计算结果与工程试验段实测数据对比验证的基础上,预测了地表沉降在盾构机掘进过程中的变化规律.通过对SMP并行计算平台下盾构法施工数值模型之并行计算效率的对比研究,给出了各并行算法的加速比、计算效率以及接触模型对并行计算效率的影响关系.