盾构刀盘偏置中心刀对刀盘推力和扭矩的影响

发布时间：2017-11-05 07:21

  本文关键词：盾构刀盘偏置中心刀对刀盘推力和扭矩的影响

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【摘要】：盾构机是地下工程中的典型掘进装备,具有结构复杂、体积庞大、重型巨载等特点。刀盘载荷是装备的核心力学参量,实现刀盘载荷的合理计算是装备正向设计的理论基础,也是不同地质情况隧道施工中载荷控制的重要科学依据。盾构刀盘中心刀结构在掘进过程中承受很大比重的轴向载荷,为了进一步分析中心刀结构的改变对刀盘载荷的影响,采用数值仿真方法与模型试验方法对盾构刀盘与土体的相互作用进行了研究,得到了刀盘法向和切向切削载荷空间分布规律以及掘进过程中刀盘总推力和扭矩随掘进时间的变化规律,重点分析了偏置中心刀结构对刀盘推力和扭矩的影响。对比几种不同的中心刀结构,研究表明,偏置中心刀结构刀盘的总推力与总扭矩小于鱼尾中心刀结构刀盘的总推力与总扭矩。刀盘模型试验结果与数值仿真结果趋势一致。从载荷角度考虑,偏置中心刀刀盘优于鱼尾中心刀刀盘。该研究结果可为新型刀盘结构设计提供参考。
【作者单位】： 天津大学机械工程学院;
【基金】：国家重点基础研究发展计划资助(No.2013CB035402) 国家自然科学基金(No.11172200);国家自然科学基金科学仪器基础研究专项(No.11127202)
【分类号】：U455.39
【正文快照】： 1引言随着地下工程快速开挖的需要和科学技术水平的提高,全断面掘进机施工技术在中国得到了快速应用和发展[1]。早期的装备载荷研究主要是经验数据积累与分析,最为经典的工作是Krause经验公式,描述了装备载荷与直径的幂次方关系。由于载荷是装备正向设计与施工控制中的核心参

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈馈;苏翠侠;王燕群;;盾构刀盘的有限元参数化建模及其分析[J];隧道建设;2011年01期

2 钱七虎,李朝甫,傅德明;全断面掘进机在中国地下工程中的应用现状及前景展望[J];建筑机械;2002年05期

3 陆怀民;切土部件与土壤相互作用的粘弹塑性有限元分析[J];土木工程学报;2002年06期

4 王洪新;;土压平衡盾构刀盘挤土效应及刀盘开口率对盾构正面接触压力影响[J];土木工程学报;2009年07期

5 王洪新;;土压平衡盾构刀盘扭矩计算及其与盾构施工参数关系研究[J];土木工程学报;2009年09期

6 林世响;侯振德;王轶涵;陈超;岳澄;王燕群;;模拟盾构掘进过程中的刀盘受力研究[J];实验力学;2013年02期

7 丁峻宏;金先龙;李根国;吴建成;杨洪杰;;基于并行计算的盾构机刀盘三维切削仿真[J];系统仿真学报;2007年23期

8 张厚美;吴秀国;曾伟华;;土压平衡式盾构掘进试验及掘进数学模型研究[J];岩石力学与工程学报;2005年S2期

9 宋克志;孙谋;;复杂岩石地层盾构掘进效能影响因素分析[J];岩石力学与工程学报;2007年10期

10 陆怀民，张云廉，，刘晋浩;土壤切削弹粘塑性有限元分析[J];岩土工程学报;1995年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 苏翠侠;基于数值仿真技术的盾构刀盘系统载荷与结构特性研究[D];天津大学;2011年

2 张茜;盾构装备掘进中的力学特征分析与载荷建模[D];天津大学;2012年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 卢致强;刘建伟;徐晓鹏;;玻璃纤维筋混凝土在地铁工程中的设计与应用[J];四川建筑科学研究;2010年05期

2 黄卫;汪志刚;;盾构机穿越花岗岩球状风化体时掘进参数的控制分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2012年02期

3 李鹏程;;盾构隧道管片受力与变形研究[J];安徽建筑;2008年05期

4 姜曦,苏华友;微型TBM在城市共同沟施工中的运用[J];地下空间与工程学报;2005年03期

5 严长征;张庆贺;王慎堂;;盾构隧道通、错缝拼装管片受力及变形比较[J];地下空间与工程学报;2007年04期

6 李昀;张子新;;泥浆渗透对盾构开挖面稳定性的影响研究[J];地下空间与工程学报;2007年04期

7 周诗俊;王金安;;曲线隧道盾构引起地表沉降分析[J];地下空间与工程学报;2007年05期

8 韩月旺;钟小春;虞兴福;;盾构壁后注浆体变形及压力消散特性试验研究[J];地下空间与工程学报;2007年06期

9 宋天田;周顺华;徐润泽;;盾构隧道盾尾同步注浆机理与注浆参数的确定[J];地下空间与工程学报;2008年01期

10 李庭平;沈水龙;姜弘;;下穿式盾构泥水压力对既有隧道的影响分析[J];地下空间与工程学报;2009年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 肖明清;孙文昊;韩向阳;;盾构隧道管片上浮问题研究[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

2 陈元庆;;宁波地铁1号线泽大区间盾构隧道障碍物处理技术[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

3 李锐;;硬岩地层盾构机掘进技术探讨[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

4 陈立;;粘土层中泥水盾构掘进施工技术探讨[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

5 杨红军;;广州地铁复合地层盾构法隧道快速施工技术、管理[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

6 刘坤;;盾构过河到达施工技术[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

7 杜守峰;;关于某地铁隧道盾构机被卡的原因分析及脱困的探讨[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

8 翟志国;黄学军;;城市大直径泥水盾构始发关键技术[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

9 龚国芳;胡国良;杨华勇;;盾构推进系统同步协调控制实验分析[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年

10 周善鑫;廖庆喜;;果园链式开沟机刀片的虚拟试验研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（2）[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 洪开荣;高速铁路水下盾构隧道结构力学特征及掘进与对接技术研究[D];北京交通大学;2011年

2 蒙晓莲;大坡度小半径线路情况对盾构法施工开挖面稳定性及管片受力影响的研究[D];北京交通大学;2011年

3 孙谋;盾构隧道进出洞土体颗粒渐进破坏模式分析及加固精细化设计研究[D];北京交通大学;2011年

4 吴起星;复合地层中盾构机滚刀破岩力学分析[D];暨南大学;2011年

5 赵宝虎;冲击问题实验应力分析与盾构始发反力架监测[D];天津大学;2009年

6 邓孔书;土压平衡盾构推进系统特性及布局优化设计研究[D];清华大学;2010年

7 於昌荣;砂砾地层盾构施工注浆效应及作用机理研究[D];上海交通大学;2011年

8 敖日汗;地铁隧道盾构施工中的几个问题[D];天津大学;2011年

9 肖正明;土压平衡盾构机主减速器三级行星齿轮系统动力学[D];重庆大学;2011年

10 张凯之;盾构机冗余驱动回转系统动态特性研究[D];上海交通大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 魏建;面向纠偏工况的盾构机载荷模型及仿真研究[D];大连理工大学;2010年

2 蔡恒;盾构法与浅埋暗挖法结合修建地铁车站管片—结构接头连接研究[D];北京交通大学;2010年

3 唐一丰;海底隧道盾构对接地层稳定与施工过程管片力学特性研究[D];北京交通大学;2010年

4 张宇;软土地区近距离下穿隧道盾构施工对地表沉降及既有隧道变形影响分析[D];天津城市建设学院;2010年

5 吴迪;富水砂层土压平衡盾构掘进施工引起的地表沉降分析[D];沈阳建筑大学;2011年

6 宋智强;盾构隧道管片中钢筋的优化分析研究[D];北京交通大学;2011年

7 于娇;水下大直径盾构隧道管片衬砌力学特性及接缝防水研究[D];北京交通大学;2010年

8 张振;松散地质条件下盾构隧道施工环境影响的数值模拟及试验[D];北京交通大学;2011年

9 赵杰;盾构管片受力特性及耐久性分析[D];北京交通大学;2011年

10 周纪磊;全断面岩石掘进机刀盘结构设计与分析研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李群仰;余寿文;;A MODEL FOR COMPUTATIONAL INVESTIGATION OF ELASTO-PLASTIC NORMAL AND TANGENTIAL CONTACT CONSIDERING ADHESION EFFECT[J];Acta Mechanica Sinica;2004年02期

2 汤姆.贝尔;Y.Sun;H.Dong;;表面工程系统接触力学模型[J];中国表面工程;2007年02期

3 宋观礼;郭伟星;张启明;;中医心病证Logistic回归分析[J];中华中医药杂志;2011年02期

4 苏鹏程;王宛山;霍军周;李震;;TBM的滚刀布置优化设计研究[J];东北大学学报(自然科学版);2010年06期

5 李彩林;许慧君;王金文;;数据挖掘技术在径流预报中的应用[J];水电自动化与大坝监测;2007年02期

6 陈万吉,李学文;三维摩擦接触问题的一种混合不动点算法[J];大连理工大学学报;2001年01期

7 陈万吉,胡志强;三维摩擦接触问题算法精度和收敛性研究[J];大连理工大学学报;2003年05期

8 竺维彬,鞠世健;盾构施工泥饼(次生岩块)的成因及对策[J];地下工程与隧道;2003年02期

9 周奇才;郑宇轩;李炳杰;何自强;张恒;;地铁盾构刀盘改造的有限元分析[J];中国工程机械学报;2008年02期

10 何其平;海瑞克盾构在南京地铁工程中的应用[J];工程机械;2003年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 张海波;地铁隧道盾构法施工对周围环境影响的数值模拟[D];河海大学;2005年

2 苏翠侠;基于数值仿真技术的盾构刀盘系统载荷与结构特性研究[D];天津大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 张明富;土压平衡盾构掘进刀具动态磨损研究[D];北京交通大学;2007年

2 解立功;砂卵石层盾构刀具损坏原因分析及国产化技术[D];天津大学;2007年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张照煌;周纪磊;刘瑞华;;全断面岩石掘进机刀盘轴承受力分析[J];应用基础与工程科学学报;2010年S1期

2 黄友尧;;切制圆弧伞齿轮的可调整刀盘设计[J];机械制造;1959年12期

3 ;φ500不重磨铣刀盘[J];机械工人技术资料;1976年08期

4 ;车削圆锥体工具[J];机械工人冷加工技术资料;1977年08期

5 吴良勇;;掘进机刀盘应力分析[J];水利电力施工机械;1982年04期

6 蔡文伟;;掘进机刀盘上的滚刀表置[J];水利电力施工机械;1984年03期

7 刘瑞权;;汽缸体结合面及止口径向可调精铣刀盘[J];机械制造;1990年08期

8 郑思义;;新型刀盘[J];机械科学与技术;1992年02期

9 李建斌;何於琏;;盾构掘进机刀盘研制实例[J];隧道建设;2005年06期

10 夏毅敏;吴元;吴峰;刘文华;林赉贶;;某隧道盾构刀盘仿真与力学性能研究[J];计算机工程与应用;2013年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 孙骋;陈义得;;复杂地质条件下刀盘变形原因及处理技术[A];第十三届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文集[C];2014年

2 李斌;贾云飞;李文功;;盾构机刀盘修复技术[A];2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C];2011年

3 王旭;王日清;赵海峰;李天明;;盾构机刀盘的地质适应性设计研究[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年

4 韩伟锋;李凤远;;盾构刀盘优化设计[A];第九届中国CAE工程分析技术年会专辑[C];2013年

5 肖来元;杨家军;;圆形刀盘机构的动态设计[A];第八届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ卷）[C];1999年

6 吴乐;;单护盾TBM掘进管片旋转相关问题及应对措施[A];2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C];2012年

7 田辉;;一种大直径泥水盾构在砂土地层中刀盘被卡的脱困方法[A];2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C];2012年

8 桂轶雄;姚文花;;盾构机刀盘修复及改进技术研究[A];施工机械化新技术交流会论文集（第六辑）[C];2005年

9 陈启伟;李凤远;陈馈;;大直径泥水盾构刀盘外圈梁长距离掘进修复技术[A];第二届隧道掘进机（盾构、TBM）专业委员会第一次学术研讨会暨中铁隧道集团城市盾构项目管理、施工技术、设备维保交流会论文集[C];2011年

10 韩伟锋;李凤远;王助锋;;盾构刀盘参数化建模系统开发[A];2012年中铁隧道集团低碳环保优质工程修建技术专题交流会论文集[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 李名;中铁隧道第一台自主研发的盾构刀盘成功出厂[N];中国经济导报;2005年

2 李华坤;中铁隧道自主产权盾构刀盘出厂[N];中国建设报;2006年

3 通讯员伍振 齐梦学;掘进“寿命”延长15公里[N];中国铁道建筑报;2009年

4 通讯员 宋义忠 兰红宾;高压环境下载人维修盾构机刀盘修复技术在国内首次成功应用[N];人民铁道;2013年

5 宋义忠 兰红宾;高压环境下载人维修盾构机刀盘技术在国内首次成功应用[N];科技日报;2013年

6 伍振　齐梦学;自主创新TBM技术获得国家专利[N];经理日报;2009年

7 姜明 姜书范 詹智慧 李慧楠;铁打的队伍铁打的兵[N];中华建筑报;2014年

8 本报记者 耿诺 实习生 孙奇茹;9号线实现南北全线贯通[N];北京日报;2012年

9 本报记者 陈亮 赵中庸;“科技号”对接见真功[N];人民铁道;2013年

10 陈军;如何正确使用钨钢纵切薄刀[N];中国包装报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 邢彤;盾构刀盘液压驱动与控制系统研究[D];浙江大学;2008年

2 刘志杰;岩石隧道掘进机刀盘设计方法研究[D];大连理工大学;2009年

3 苏翠侠;基于数值仿真技术的盾构刀盘系统载荷与结构特性研究[D];天津大学;2011年

4 王化更;液压缸直接驱动盾构刀盘系统结构优化及控制研究[D];同济大学;2007年

5 黄清飞;砂卵石地层盾构刀盘刀具与土相互作用及其选型设计研究[D];北京交通大学;2010年

6 钱华;双连杆偏心盾构刀盘系统总体参数优化研究[D];同济大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 周纪磊;全断面岩石掘进机刀盘结构设计与分析研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

2 王宪云;地质适应性刀盘方案设计方法与流程研究[D];天津大学;2012年

3 仇桂勇;土压平衡式盾构机刀盘性能仿真分析与多目标优化设计技术研究[D];浙江大学;2010年

4 田青青;辐条式刀盘地质适应性的数值分析[D];天津大学;2010年

5 王学科;微型土压平衡盾构机刀盘关键技术研究[D];沈阳工业大学;2014年

6 张雷;商用乘骑式草坪割草车刀盘流场及动力学特性的研究[D];南京理工大学;2009年

7 黄允文;可伸缩式复合盾构掘进刀盘分析设计及优化[D];上海交通大学;2007年

8 张伟;全断面岩石隧道掘进机刀盘刀具布置方法研究[D];大连理工大学;2009年

9 姬广彬;盾构刀盘的设计研究[D];天津大学;2009年

10 惠永川;渗流条件下辐条式刀盘盾构掘进面稳定性分析[D];天津大学;2010年

本文编号：1143187