盾构掘进过程离散元仿真与交互作用分析

• 作者: 赵卫星 管会生 廖江
• 来源期刊: 隧道建设（中英文）
• 关键词: 盾构 砂卵石地层 离散元 掘进过程 EDEM与ANSYS耦合
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 研究与探索
• 页码范围: 1132-1140
• 页数: 9页
• 分类号: U45
• 语种: 英文
• DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2021.07.006

摘要

针对成都砂卵石地层的特殊性给盾构施工带来的刀盘卡停、中心结泥饼、刀盘过度磨损以及螺旋输送机断轴等问题,采用离散元理论及分析方法,通过模拟砂卵石地层盾构掘进过程,对盾构掘进过程中土体运动规律和受力特征进行研究.得出:1)盾构掘进过程中刀盘掌子面外围土体颗粒运动速度要高于刀盘中心土体颗粒;2)土舱中心和螺旋轴伸入土舱段左右两侧的土体运动速度较慢;3)刀盘掌子面土体及土舱内土体压缩力分布与刀盘旋转方向有关.利用EDEM与ANSYS耦合对刀盘及螺旋输送机进行有限元分析,得出:1)盾构掘进过程中刀盘的最大应力值为123.27 MPa,位于云腿与法兰盘连接处,最大变形量为1.69 mm,位于刀盘最外围的环形梁;2)螺旋输送机的最大应力值为59.01 MPa,位于土舱后隔板和螺旋输送机筒体连接处,最大变形量为0.49 mm,位于土舱和螺旋输送机筒体连接处附近的螺旋叶片外圈.