1. 引言 (Introduction)
- 背景：文章讨论了在泥浆盾构隧道工程中，泥浆渗透和滤饼形成对开挖面稳定性的重要性。
- 研究目的：研究旨在通过创建一个更现实的泥浆压力平衡（SPB）隧道模型，克服模拟实验室柱试验的局限性，并使用计算流体动力学（CFD）和离散元法（DEM）数值模拟来研究泥浆在砂中的渗透情况，并与传统的实验室柱试验模型进行比较。
2. 方法和模拟设置 (Methodology and simulation setup)
- CFD-DEM方法：介绍了用于本研究的三种代码：商业DEM代码Aspherix、开源CFD代码OpenFOAM和非球形CFDEM耦合模块。
- 模型实现：详细描述了模拟实验室测试和SPB隧道模型的设置，包括泥浆颗粒和砂层的表示、模型参数和模拟过程。
3. 验证 (Verification)
- 模型验证：对实验室柱试验模型和非球形泥浆颗粒的流体-颗粒交互模型进行了验证，并对比了模拟结果与预测计算的一致性。
4. 结果和讨论 (Results and discussion)
- 泥浆颗粒的渗透特性：分析了SPB隧道模型和实验室柱试验模型中泥浆颗粒在砂柱中的分布和渗透特性，包括渗透范围和距离。
- 压力和速度：研究了两种模型中流体压力和速度的分布，以及它们对泥浆颗粒渗透速度的影响。
- 渗透性：分析了泥浆颗粒渗透对砂柱渗透性的影响，以及滤饼特性。
5. 结论 (Conclusions)
- 研究发现：SPB隧道模型相比实验室柱试验模型，能更好地模拟泥浆颗粒在无界砂层中的渗透过程，提供了对泥浆颗粒行为和滤饼特性的更深入理解。
- 模型比较：SPB隧道模型显示了更大的渗透范围和距离，但砂层前方的归一化渗透性较低，流体压力在该区域衰减得更快，导致渗透速度更快，滤饼形成更快。
- 实验意义：尽管SPB隧道模型更能代表实际隧道工程，但传统的实验室柱试验模型更为保守，能在更长的时间内产生类似的滤饼类型。
文章通过CFD-DEM数值模拟方法，对比了实验室柱试验和实际隧道工程中泥浆渗透和滤饼形成的差异，为泥浆盾构隧道工程提供了重要的理论支持和实践指导。
参考文献
Liu, J., & Hanley, K. J. (2024). CFD–DEM comparison of slurry infiltration in laboratory column tests and in real-world tunnelling. Computers and Geotechnics, 176, 106816. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2024.106816
