山东大学学报(工学版)

作者：童里,李达,李树忱,彭科峰,陈祎

单位：1.山东大学齐鲁交通学院, 山东 济南 250002;2.中铁第四勘察设计院集团有限公司, 湖北 武汉 430063;3.山东大学岩土与地下工程研究院, 山东 济南 250061

关键词：泥水盾构,滞排,CFD-DEM,卵石运移,

基金：国家自然科学基金资助项目(51879150,41831278);济南市“高校20条”资助项目(2020GXRC046)

针对泥水盾构的弯曲管路进行三维建模,利用CFD-DEM耦合进行数值模拟,揭示泥浆携带卵石的运移规律,分析卵石沉积滞排的原因,探究卵石沉积对管道内流场的影响,为现场施工解决滞排问题提供优化指导。结果表明:滞排问题是由于低流速的泥浆提供的拖曳力太低,大量颗粒在管道弯曲处发生了沉积。管道内颗粒进入速度和排出速度将会达到动态平衡,管道弯曲度数越大,颗粒生成速度和排出速度达到动态平衡的临界点越晚,说明颗粒滞排越严重,滞排颗粒数量就越多。颗粒沉积导致有效过流面积变小,泥浆流速发生了明显分层,流场的分层更加不利于底部沉积颗粒的运移,加剧滞排问题。泥浆黏度越大,颗粒和泥浆发生剪切流动时的拖曳力越大,颗粒的平均运移速度越大。泥浆密度对颗粒的水平运移影响不大,但颗粒向上运输时,密度大的泥浆能够提供更高的浮力,有利于防治颗粒的滞排。

来源：2025年第2期

《山东大学学报(工学版)》期刊编辑部

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