小曲率半径施工条件盾构同步注浆浆液扩散的LBM模拟

摘要

为研究小曲率半径施工条件下出现盾尾间隙不均匀分布时盾构同步注浆浆液扩散过程和机理,改进了lattice Boltzmann method(LBM)模型,建立了基于压力的LBM-LES(large eddy simulation)自由面流模型,对不均匀盾尾间隙分布时的盾构同步注浆浆液扩散过程进行模拟,分析该种情况下浆液扩散规律、不同时刻对衬砌结构产生的压力分布情况和不同偏心距时的浆液压力分布百分比压差.研究结果表明,浆液在填充不均匀盾尾间隙分布的环形空间过程中,偏向较窄的一侧填充速度较快;在重力作用下,偏向较窄一侧空间的底部首先填充完成,最后浆液在拱腰处完成闭合,整个环形空间顶部填满的时间晚于其他位置处;浆液在偏向较窄一侧产生的压力比较大,浆液在扩散过程中对衬砌外表面的压力分布沿垂直方向呈现非对称分布形态;随着环形空间偏心距的增大,浆液扩散对衬砌结构产生的压力分布不均匀性越明显.