一种泥水盾构机泥浆成膜数值模拟方法

摘要

本发明公开了一种泥水盾构机泥浆成膜数值模拟方法，结合颗粒离散元方法和计算流体动力学方法，建立骨架颗粒模型、骨架孔隙中符合宾汉姆流体特征的两相介质泥浆模型，进行泥浆成膜试验的模拟。本发明根据室内试验获取细观参数，模拟掌子面骨架颗粒组成，模拟泥浆中细颗粒组成，施加注浆压力边界条件，进行数值模拟，从细观角度判定泥浆在掌子面骨架颗粒组中是否形成泥膜。本发明根据模拟结果，可以从浆液配置方面提出改进措施，提高成膜效果，从而对实际工程具有指导意义。

主权项

一种泥水盾构机泥浆成膜数值模拟方法，其特征在于，结合颗粒离散元方法和计算流体动力学方法，建立骨架颗粒模型、骨架孔隙中符合宾汉姆流体特征的两相介质泥浆模型，进行泥浆成膜试验的模拟，具体步骤如下：步骤1，根据颗粒分析实验，获取掌子面骨架颗粒级配曲线；步骤2，根据相对密实度试验，确定掌子面骨架颗粒细观参数；再根据步骤1中的掌子面骨架颗粒级配曲线以及相对密实度，利用颗粒离散元方法，建立相应的掌子面骨架颗粒离散元模型；步骤3，利用计算流体动力学方法，建立符合宾汉姆流体特征的两相介质泥浆模型； 步骤4，基于步骤2中的掌子面骨架颗粒离散元模型和步骤3中的两相介质泥浆模型，模拟泥浆成膜的过程，根据泥浆中颗粒在掌子面骨架颗粒离散模型内部或表面依附状态，判别是否形成泥膜，结束模拟过程。