[an error occurred while processing this directive]
 
       首 页  |  期刊介绍  |  编委会  |  投稿指南  |  期刊订阅  |  广告合作  |  留言板  |  联系我们 |  English
现代隧道技术 2024, Vol. 61 Issue (3) :194-201    DOI:
试验与监测 最新目录 | 下期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 << [an error occurred while processing this directive] | [an error occurred while processing this directive] >>
基于BP修正流变模型的泥水盾构泥浆流动模型开发及应用
(1.中铁十四局集团有限公司,济南 250101;2.山东大学齐鲁交通学院,济南 250002; 3.山东大学 岩土与地下工程研究院,济南 250061)
Development and Application of Slurry Flow Model for Slurry Shield Tunnelling Based on BP Modified Rheological Model
(1. China Railway 14th Bureau Group Co., Ltd., Jinan 250101; 2. School of Qilu Transportation, Shandong University, Jinan 250002;3. Institute of Geotechnical and Underground Engineering, Shandong University, Jinan 250061)
Download: PDF (3122KB)   HTML (1KB)   Export: BibTeX or EndNote (RIS)      Supporting Info
摘要 为提高泥水盾构泥浆成膜质量,维持开挖面稳定性,在泥浆参数设计时,往往需要准确预测膨润土泥浆的流体动力学特征。针对目前泥水盾构泥浆流动模型求解过程中数值发散及计算参数严重依赖经验取值的问题,开展不同膨润土含量下泥浆流变室内试验;基于试验结果,将Bingham-Papanastasiou(BP)修正流变模型嵌入到计算流体动力学(CFD)框架下,开发一种用于泥浆流动模拟的优化数值方法,并通过开展平板间Bingham流体的泊肃叶流动数值模拟,验证该数值方法的有效性和准确性;之后建立泥浆三维管道流数值模型,探究不同流变参数影响下泥浆的管流特征。结果表明:随着膨润土含量的增加,泥浆的屈服应力与稠度系数等流变参数值呈现上升趋势;而流变参数的提高均会使泥浆在地层渗透时产生更多的能量损耗,随着稠度系数k从0.1 Pa·s增大到0.75 Pa·s,压降提高6.21 kPa,此时可以更好地维持泥浆压力的有效转化,提高泥浆成膜质量。
Service
把本文推荐给朋友
加入我的书架
加入引用管理器
Email Alert
RSS
作者相关文章
王承震1 丁万涛2
3 于文端1 王志成1 孙腾云1 王中荣2
关键词泥水盾构   室内流变试验   CFD   泥浆流体动力学特征   流动模型开发   压降     
Abstract: In order to improve the formation quality of filter cake in slurry shield tunnelling and maintain the stability of the excavation face, accurate prediction of the rheological characteristics of bentonite slurry is often required in the design of slurry parameters. Addressing the issues of numerical divergence and heavy reliance on empirical values in the solution process of slurry flow models for shield tunnelling, indoor rheological tests of slurry with different bentonite contents were conducted. Based on the experimental results, the Bingham-Papanastasiou (BP) modified rheological model was incorporated into the computational fluid dynamics (CFD) framework to develop an optimized numerical method for simulating slurry flow. The effectiveness and accuracy of this numerical method were validated by conducting numerical simulations of Poiseuille flow between parallel plates with Bingham fluids. Subsequently, a three-dimensional numerical model of slurry pipe flow was established to investigate the pipe flow characteristics of slurry under different rheological parameters. The results show that with the increase of bentonite content, the yield stress and consistency coefficient of the slurry exhibit an increasing trend. Moreover, an increase in rheological parameters leads to more energy loss of slurry during infiltration into the formation. As the consistency coefficient k increases from 0.1 Pa·s to 0.75 Pa·s, the pressure drop increases by 6.21 kPa, which can better maintain the effective transformation of slurry pressure and improve the formation quality of filter cake.
KeywordsSlurry shield tunnelling,   Indoor rheological tests,   CFD,   Slurry fluid dynamic characteristics,   Develop? ment of flow model,   Pressure drop     
基金资助:国家自然科学基金(52278403);山东省自然科学基金(ZR2021ME135).
作者简介: 王承震(1980-),男,正高级工程师,主要从事盾构隧道施工方面工作,E-mail: 1771631611@qq.com. 通讯作者:丁万涛(1975-),男,博士,教授,主要从事隧道稳定性方面研究工作,E-mail:dingwantao@sdu.edu.cn.
引用本文:   
王承震1 丁万涛2, 3 于文端1 王志成1 孙腾云1 王中荣2 .基于BP修正流变模型的泥水盾构泥浆流动模型开发及应用[J]  现代隧道技术, 2024,V61(3): 194-201
WANG Chengzhen1 DING Wantao2, 3 YU Wenduan1 WANG Zhicheng1 SUN Tengyun1 WANG Zhongrong2 .Development and Application of Slurry Flow Model for Slurry Shield Tunnelling Based on BP Modified Rheological Model[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2024,V61(3): 194-201
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2024/V61/I3/194
 
没有本文参考文献
[1] 陈泽恩1,2 陈小峰1,2,3 孔祥苗4 张 欣5 张永强2 刁岳峰1 吴 珂1,2,3.分叉隧道合流段流动特征及局部损失特性研究[J]. 现代隧道技术, 2024,61(3): 53-60
[2] 周 骥1 王希浩2 康 松2 代镇洋2.海水与高温环境对膨润土泥浆流变特性的影响研究[J]. 现代隧道技术, 2024,61(1): 174-181
[3] 刘泓志1 徐善坤1 郭易东2,3 方应冉2,3 李兴高2,3.泥浆流变模型对泥水盾构排浆管道压力损失特性的影响分析[J]. 现代隧道技术, 2024,61(1): 182-189
[4] 张建勇.基于冻融循环试验的改良泥水盾构浆渣劣化特性研究[J]. 现代隧道技术, 2024,61(1): 260-271
[5] 王延辉1 周天顺1 胡俊山1 陈海勇2,3 施成华2 彭 宇1 王祖贤2.高黏性黏土地层大直径泥水盾构掘进姿态失稳及其处理措施[J]. 现代隧道技术, 2023,60(5): 213-223
[6] 胡威东1,2.超大直径泥水盾构隧道施工通风设计方案研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(5): 186-194
[7] 李子锋 1 段保亮 2.粉细砂层盾构隧道施工掌子面坍塌及处理研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(4): 237-245
[8] 刘志涛 1,2 吴思麟 1,2,3 孙晓辉 3,4 周爱兆 1,2.残余掺加剂对盾构废浆絮凝分离特性的影响及作用机理[J]. 现代隧道技术, 2023,60(4): 264-
[9] 李 辉 1 刘泓志 1 王诗雨 2, 3 王云芝 2, 3 闵凡路.卵砾石地层泥水盾构不同性质泥浆成膜试验研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(3): 175-181
[10] 方忠强 1,2 袁 锐 3 孙统立 1,2 王登峰 3 江苏禹 4 张建峰 4 闵凡路 3.高含泥率废弃粉质土砂配制盾构壁后注浆浆液试验研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(3): 182-188
[11] 朱 凯 1,2 杨文静 1 张琼华 3 刘 斌 4 王 强 1 张 欣 5 吴 珂 2,6,7.公路隧道群洞口污染物扩散特性与窜流机制研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 212-222
[12] 竺维彬 1 米晋生 1 谢文达 2 孟繁璟 2.“巨厚岩层”覆盖下泥水盾构施工沉陷原因及对策研究[J]. 现代隧道技术, 2022,59(6): 1-13
[13] 刘泓志 1,2 干聪豫 1,2 赵 亮 1,2 左世荣 1,2 张晗硕 1,2.基于地质条件变化的泥水盾构动态施工技术研究[J]. 现代隧道技术, 2022,59(3): 246-252
[14] 刘来仓 1,2 夏鹏举 3 吕焕杰 1,2 王云芝 1,2 李鹏飞 1,2 闵凡路 1,.CMC改性海水泥浆性质变化及砂地层成膜试验研究[J]. 现代隧道技术, 2022,59(1): 249-255
[15] 宋 洋 1 王韦颐 2 杜春生 3.富水圆砾与泥岩复合地层泥水盾构超近接下穿既有地铁隧道掘进参数优化研究[J]. 现代隧道技术, 2021,58(5): 85-95
Copyright 2010 by 现代隧道技术