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基于流固耦合的盾构隧道横向变形注浆恢复机理研究曹政张艳杰中国地质大学（武汉）2021年10月7日
1研究背景及内容2注浆模型建立与注浆恢复机理分析3注浆参数影响分析4后续研究展望目录2
一、研究背景及内容突发堆载等扰动引起隧道横向大变形隧道双侧微扰动注浆变形整治3双泵双液注浆系统
一、研究背景及内容注浆单元体积膨胀方法离散元孔隙密度流法固体离散元模型孔隙流体域颗粒与孔隙系统孔隙微观渗流和流固耦合示意图4
一、研究背景及内容采用MatDEM离散元模拟软件流固耦合模块完成动态注浆模拟5孔隙密度流法计算流程图
二、注浆模型建立与注浆恢复机理分析浆液压力扩散模型建立6注浆数值模拟计算流程建立几何模型设置材料参数施加上覆荷载注浆动态模拟堆载后系统位移场?
二、注浆模型建立与注浆恢复机理分析模拟结果裂隙形态与劈裂效果裂隙发展v.s.注浆量单孔注浆1m3裂隙分布形态7
二、注浆模型建立与注浆恢复机理分析?模拟结果注浆压密作用分析8
二、注浆模型建立与注浆恢复机理分析注浆后注浆区域两侧土体水平应力明显增大，隧道两侧应力增大注浆后隧道上方土体竖向应力减小，对隧道上方土体产生抬升作用模拟结果土体应力场分析9
二、注浆模型建立与注浆恢复机理分析注浆后隧道两侧应力增大，注浆前后管片两侧水平向应力分别为1.68MPa与2.01MPa注浆后隧道顶部应力减小，注浆前后隧道顶部应力分别为1.62MPa与1.58MPa模拟结果隧道受力分析10
二、注浆模型建立与注浆恢复机理分析模拟结果注浆孔至隧道结构迎土面间的应力传递规律11
二、注浆模型建立与注浆恢复机理分析模拟结果注浆孔至隧道结构迎土面间的应力传递规律切面⑥切面⑤切面④12
二、注浆模型建立与注浆恢复机理分析模拟结果位移分析注浆后土体—隧道水平向位移场?13
二、注浆模型建立与注浆恢复机理分析模拟结果能量分析系统热量分布注浆过程能量变化14
三、注浆参数影响分析注浆压力15
三、注浆参数影响分析注浆距离16
三、注浆参数影响分析注浆高度17
三、注浆参数影响分析注浆参数优化配置18
四、后续研究展望19耦合有限元方法，嵌入考虑接头的精细化隧道模型，深入分析注浆对接头及其变形的影响。考虑地层变异性及不同地层条件下的注浆效果。精细模拟注浆过程，实现边拔管边注浆的真实动态注浆过程。浆液凝固长期模拟、浆液土体混合体的性态模拟。开展注浆模型试验，验证数值模拟结果。
谢谢！20
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