基于数值模拟的盾构切削混凝土桩机理分析

为更好了解盾构切削钢筋混凝土桩时混凝土与刀具的相互作用机理,以合肥轨道交通1号线瑶海公园站-合肥站区间盾构切削2根废弃桩为工程背景,采用有限元软件建立切削混凝土桩的三维仿真模型,分析刀刃前角、刀宽和切削深度等参数对混凝土桩切削效果和切削力的影响。结果表明,负前角刀刃切削混凝土所产生的作用方式和切削效果与切削岩土体类似;切刀切削混凝土桩的切向力一直大于贯入力,两者总体上波动趋势一致,而侧向力基本为零;随着刀刃前角的增大,切向力与贯入力均随之减小;切向力与刀刃宽度、切削深度均呈正比,但当参数增大到一定值时,曲线斜率发生突变,对切削力影响进一步加深;施工时应尽量选用负前角刀刃并控制刀具其他参数配置,以防刀具因前刀面所受摩擦阻力过大而产生较大磨损,影响施工效率和进度。