李培楠， 丁文其， 黄德中， 李 刚

(1.同济大学 土木工程学院，上海 200092；2.上海隧道工程有限公司，上海 200232)

同步注浆作为环境保护和隧道稳定性控制方面的技术措施在盾构施工过程中显得极为重要，针对浆液及地层特性合理确定注浆参数是保证注浆效果的前提，而注浆参数的确定依赖于注浆理论模型的正确指导[1].目前多数注浆扩散模型的建立并不完备，注浆填充机理的理解不够充分，基于传统理论方法建立的圆环形空隙内的注浆扩散模型含有过多简化和假设[2-3]，其难以精细化地描述注浆体在异形空隙中的运动充填特性和压力分布模式.有限元等数值技术利用等代层概念执行静力学(准动力学)分析，忽略了注浆过程动态效应和成环效果之间的联系，其结果很难正确指导注浆参数的确定[4].

在具有特殊断面形式的异形盾构施工中，同步注浆细观运动机制的研究尤为重要[5].本文以类矩形盾构施工中同步注浆过程为研究对象，引入光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrohynamics,SPH)对具有自由面流动与任意复杂几何形状物体间的相互作用进行动力学仿真，精细化地描述浆液的运动特征和填充机理.同时结合可视化大型模型试验，采用有机玻璃材料和拍摄仪器再现浆液在异形空间中的实时流淌过程并验证数值模拟的正确性.研究成果可为异形盾构同步注浆扩散过程提供必要的数值依据和试验基础.

1 SPH基本理论与材料本构

1.1 SPH方法概述

光滑粒……