CN114357833B 基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液流失计算方法 （中天建设集团有限公司）

基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液本发明提出了基于有限元分析的盾构隧道性偏微分方程组，并通过有限元方法确定数值浆开始至注浆结束以及注浆结束后浆液持续向2建立土体中的浆液迁移和淤堵的非线性偏微分方程组，并通过有限元方法确定数值所述浆液在土体中的淤堵随着注浆流量和浓度的增依据所述第一相关材料参数通过有限元方法确定所述第二方程组的依据隧道土层分布、隧道几何特性和所述相关材料参数，建立盾构依据所述有限元仿真模型模拟隧道开挖及注浆过程；其中，所述3始至注浆结束以及注浆结束后浆液持续向周围土2.根据权利要求1所述的基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液流失计算方法，其依据所述隧道土层分布情况、所述隧道几何关系和所述相关材3.根据权利要求2所述的基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液流失计算方法，其依据所述第二方程组确定的所述第二相关材料参数建立土层模型4.根据权利要求3所述的基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液流失计算方法，其5.根据权利要求3所述的基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液流失计算方法，其6.根据权利要求5所述的基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液流失计算方法，其依据目标域内的地下水位及土体自重生成对应的初7.根据权利要求6所述的基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液流失计算方法，其将所述浆液的填充过程转化为注浆压力变化和浆液浓度变化；其8.根据权利要求1所述的基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液流失计算方法，其45[0002]采用盾构机进行机械化开挖常见于深埋隧道和水下隧道施工。随着盾构机的掘在于无法真实的考虑浆液向周围土体的渗透扩散过程，无法计算浆液在混合地层中的扩[0009]本发明的目的在于提供基于有限元分析的盾构隧道同步6浆开始至注浆结束以及注浆结束后浆液持续向周围土体ρg和ρw分别为浆液和纯水的密度；μ为流体的动态黏述浆液在土体中的淤堵随着注浆流量和浓度的增+wj＝0；7[0046]在本发明的一些实施例中，所述依据所述有限元仿真模型模拟应力初始化的步8[0055]依据所述浆液扩散范围和所述第二相关材料参数，计算所述浆液流失体积VLoss，[0060]图1为本发明实施例基于有限元分析的盾构隧道同步注浆浆液流失计算方法的步[0065]图6为本发明实施例中隧道顶部、左侧中线和底部土体中浆液渗透扩散距离随时9等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造[0077]在本申请的实施例中，基于有限元分析的盾构隧道同步括注浆开始至注浆结束以及注浆结束后浆液持续向周围土体中渗注浆过程包括注浆开始至注浆结束以及注浆结束后浆液持续向周围土体中渗透和淤堵的据上述第二相关材料的数值解建立盾构隧道开挖及注浆模拟的有限[0110]在一具体实施例中，通过有限元仿真软件建立有限元仿真模型，如ABAQUS，Pw，孔隙率0,浆液浓度C，浆液流速qw，依据上述相关材料参数建立土层模型和注浆层模[0112]需要说明的是，衬砌与浆液之间的相互作用取决于接触面法线和切向的接触特注浆过程包括注浆开始至注浆结束以及注浆结束后浆液持续向周围土体中渗透和淤堵的化后土体的变形被重置为0；删除所述土层单元，并激活所述注浆层单元和所述衬砌层单况及隧道的基本几何参数建立有限元模型模拟注浆中及注浆后浆液在地层中的扩散过程，从而确定浆液扩散范围并计算同步注浆浆液流失系数，和其他浆液流失的分析方法相比[0133]在注浆中及注浆后的压力消散的过程中，浆液将持续向周围土体中渗透和淤[0136]图6绘制了隧道顶部、左侧中线和底部土体中的浆液渗透距离随时间的变化，其[0138]图8显示了注浆比(即总注入浆液体积与初始环状空隙体积之比)随时间的变化，