【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于盾構施工，尤其涉及一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法。
技術介紹
1、隨著城市軌道交通網絡蓬勃發展，隧道施工進入了高速發展階段，其中盾構法憑借掘進速度快、施工效率高等優點受到了廣泛應用。然而，地質條件錯綜復雜，從淤泥質富水地層、富水粉細砂地層到顆粒狀的卵礫石地層等。
2、盾構掘進時，需要向盾尾鋼絲刷之間注入油脂，借助油脂的擠壓力填充密封鋼絲刷內部及鋼絲刷間的空隙，增強鋼絲刷的密封性能，從而使盾尾形成一道牢固的密封層，防止泥水和土砂的滲入。當遭遇富水地層時，巨大的水、土壓力容易造成盾尾密封失效，致使水土通過盾尾擠入盾構，危害施工安全。因此，必須重視盾構掘進過程中盾尾密封失效問題。
3、現有技術采取的各種手段主要對盾尾密封油脂、盾尾密封效果方面進行研究，對盾尾密封失效過程分析較少，尚未存在一種定量的盾尾密封失效風險評價，因此，亟需一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提出了一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，能夠有效的保障盾尾密封狀態的監測和合理預警。
2、本專利技術提供了一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，包括：
3、識別失效影響因素，所述影響包括：外部荷載合力影響因素和內部壓力的影響因素
4、獲取盾尾密封裝置的待評價外部荷載合力和內部壓力；
5、將所述待評價外部荷載合力和內部壓力輸入至數值仿真模型，輸出數值仿真結果，其
6、結合所述影響因素對所述數值仿真結果進行分析，獲取盾尾密封裝置的風險等級。
7、可選的，所述外部荷載合力包括：水土壓力合力和同步注漿壓力。
8、可選的，所述水土壓力合力的計算方法為：
9、qw＝γ·h0
10、h0＝0.45×2s-1·ω
11、ω＝1+i(b+5)
12、其中，qw是水土壓力合力，γ是周圍圍巖的容重，h0為施工坍方平均高度，s是周圍地層的圍巖等級，ω是寬度影響系數，b是隧道寬度，i是隧道寬度b每增減1m時的圍巖壓力增減率。
13、可選的，所述內部壓力的影響因素包括：盾尾密封裝置聯動完整性與盾尾密封裝置鋼絲刷耐久性；
14、所述盾尾密封裝置聯動完整性與密封油脂腔內油脂壓力與密封油脂注入量相關；
15、所述盾尾密封裝置鋼絲刷耐久性與管片拼裝質量、盾構機工作姿態質量相關。
16、可選的，獲取所述內部壓力的方法為：
17、q2＝μ·qd
18、
19、其中，q2為內部壓力，μ為衰減系數，qd為盾尾密封裝置的油脂壓力，a為盾尾密封裝置聯動整性系數，b為盾尾密封鋼絲刷耐久性系數。
20、可選的，所述數值仿真模型采用fluent進行模擬。
21、可選的，對所述數值仿真結果進行分析，獲取盾尾密封裝置的風險等級包括：
22、當所述數值仿真結果為無漏漿現象，判定為一級風險；
23、當所述數值仿真結果為少量漏漿現象，判定為二級風險；
24、當所述數值仿真結果為盾尾處有一定的漏漿量現象，判定為三級風險；
25、當所述數值仿真結果為盾尾處漏漿量較大，但漏漿速率較慢，判定為四級風險；
26、當所述數值仿真結果為盾尾處有大量漏漿，且漏漿速度很快，判定為五級風險。
27、可選的，所述方法還包括：根據所述風險等級，進行防控。
28、可選的，根據所述風險等級，進行防控包括：
29、當所述風險等級為所述一級風險和二級風險時，無需進行防控；
30、當所述風險等級為所述三級風險時，增大優質密封壓力和注入量；
31、當所述風險等級為所述四級風險和五級風險時，盾構應停止掘進，增加盾尾封堵力度，調大盾尾密封油脂泵送速度。
32、與現有技術相比，本專利技術具有如下優點和技術效果：
33、本專利技術通過針對盾尾密封失效的各類風險源進行分析，在研究了盾尾密封失效的影響機理后，確定了盾尾密封裝置外部荷載合力和盾尾密封系統的內部壓力的影響因素，并基于數值仿真模型確立了盾尾密封可能性評判標準，并給出了相應的應對措施，有效的保障了盾尾密封狀態的監測和合理預警。
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1.一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，所述外部荷載合力包括：水土壓力合力和同步注漿壓力。
3.根據權利要求2所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，所述水土壓力合力的計算方法為：
4.根據權利要求1所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，所述內部壓力的影響因素包括：盾尾密封裝置聯動完整性與盾尾密封裝置鋼絲刷耐久性；
5.根據權利要求1所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，獲取所述內部壓力的方法為：
6.根據權利要求1所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，所述數值仿真模型采用FLUENT進行模擬。
7.根據權利要求1所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，對所述數值仿真結果進行分析，獲取盾尾密封裝置的風險等級包括：
8.根據權利要求1-7任一所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風
9.根據權利要求8所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，根據所述風險等級，進行防控包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，所述外部荷載合力包括：水土壓力合力和同步注漿壓力。
3.根據權利要求2所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，所述水土壓力合力的計算方法為：
4.根據權利要求1所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征在于，所述內部壓力的影響因素包括：盾尾密封裝置聯動完整性與盾尾密封裝置鋼絲刷耐久性；
5.根據權利要求1所述的一種基于數值仿真的盾尾密封失效風險評價方法，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王承震，于文端，孫騰云，李樹忱，戴洪偉，王志成，苗成，徐恒吉，彭科峰，
申請(專利權)人：中鐵十四局集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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