盾構(gòu)刀盤三維數(shù)值模擬研究.pdf

1、近年來，隨著科學與技術的不斷發(fā)展，人們對空間需求已經(jīng)從地上逐步發(fā)展到地下，開發(fā)利用地下空間最主要的工具就是隧道挖掘機。然而，挖掘過程中盾構(gòu)會遇到各種不同的地層，刀盤刀具的受力十分復雜，因此，研究盾構(gòu)刀盤和刀具與土體的相互作用至關重要。 利用有限元軟件ANSYS建立了盾構(gòu)刀盤和刀具的有限元模型，對刀盤和刀具進行了靜態(tài)的數(shù)值模擬。模擬了刀盤在不同工況及不同設計方案下，如：在刀盤上施加偏載、改變刀盤和牛腿之間的夾角以及改變刀盤鋼板的厚

2、度等，刀盤和刀具的受力狀態(tài)，這將為優(yōu)化刀盤結(jié)構(gòu)設計提供依據(jù)。 深入研究了在不同地區(qū)和不同地質(zhì)條件下土壤模型以及模型參數(shù)，充分考慮土壤與刀具之間的相互作用和土壤的失效形式，在此基礎上，結(jié)合土力學的理論，獲得了適合于沿海城市的土壤模型和參數(shù)。 利用有限元軟件ANSYS/LS-DYNA做了三維動態(tài)的數(shù)值模擬。在模擬的過程中，充分考慮土體材料非線性和土體的大變形，仿真采用任意拉格朗日-歐拉(ALE)算法以及流固耦合的方法，有效解