基于离散元的土压平衡盾构密封舱压力分析

以沈阳地铁一号线施工盾构为研究对象，建立了盾构密封舱压力分析的离散元数值模型。通过密封舱隔板观测压力的数值模拟结果与现场施工数据相比对，验证了模拟方法的可行性和模拟结果的正确性。提出了盾构密封舱压力平衡机理模型，研究平衡状态下不同刀盘开口率和埋深时密封舱隔板压力的分布规律，建立了密封舱隔板压力分布的数学模型；提出了掘进工作面压力与密封舱隔板压力的映射关系，并给出了压力传递系数与刀盘开口率的经验公式。研究结果表明：密封舱隔板压力分布可近似表示为二元五次函数多项式；密封舱隔板压力与掘进工作面压力为线性比例关系，比例系数与刀盘开口率近似为二次曲线关系。该结论为盾构施工密封舱压力平衡控制提供了理论依据。