考虑推进过程的土压平衡盾构渗流场解析解及喷涌判别

2024-12-20 17:33:10 iGeo

考虑推进过程中盾构正面附加推力产生的超孔隙水压力，用解析的方法分析了盾构喷涌问题。将土舱渗流场划分成两个区域，利用叠加原理和分离变量法得到土舱水头显式级数解，将螺旋输送机内流场视为一维渗流，通过土舱与螺旋输送机交界面的连续条件确定盾构渗流场解析解。通过数值模拟结果验证了解的正确性，并进行了参数分析。参数分析表明：正常掘进状态下的盾构推力波动频率与渣土固结系数比值近似为 0.1m-2~10m-2，可对应于渗透系数 10-3cm/s~10-5cm/s，当比值大于 20m-2，可以忽略超孔隙水压力的影响，比值小于 0.01m-2 时，水压力分布近似稳态渗流状态，但比值在 1m-2 附近时，超孔隙水压力将存在显著的影响。结合已有的喷涌研究，给出了典型盾构在不同推力波动频率与土体固结系数比值下的临界渗透系数。通过对盾构喷涌实例进行对比，证明了解析解的喷涌判别是有效的。