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斜井盾构机姿态问题与调整技术研究

发布时间:2018-01-11 12:09

  本文关键词:斜井盾构机姿态问题与调整技术研究 出处:《西南交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 斜井 盾构机 载荷模型 栽头问题 姿态调整 纠偏曲线


【摘要】:随着盾构机在斜井隧道工程中的应用,盾构机下坡掘进时的姿态控制难度也越来越突出。盾构机在掘进时的姿态正确与否对隧道最终成型至关重要。本文紧扣下坡掘进工况,对盾构机的姿态问题与纠偏技术进行了研究,主要内容如下:1、建立了盾构机下坡掘进载荷模型,研究了坡角与盾构机周围水土压力载荷的数学关系式,并以此为基础构建了新的盾构机推力理论计算模型;2、基于激光导向系统测量原理及解算方法,介绍了盾构机姿态角度参数、坐标位置参数的计算方法;3、对下坡掘进时的栽头问题进行研究,提出盾构机底部土体地基反力前后分布不均是导致栽头的根本原因,基于温克尔弹性地基模型,建立地基反力的空间分布数学模型,并据此结合工程实例分别研究了坡角对栽头趋势以及推进系统抗栽头效果的影响;4、分别提出了盾尾间隙、铰接装置的铰接角度以及推进油缸行程差所对应的最小纠偏半径的计算公式,建立纠偏力矩及推进系统各分区油缸推力变化量与纠偏半径的数学关系;研究了姿态纠偏曲线方程,提出水平方向最短纠偏曲线优化方法,最后建立仿真实例,得出盾构机处于不同位置时的纠偏曲线以及推进系统各分区油缸推力改变量的变化曲线。本文研究成果可为斜井盾构机的设计、姿态控制以及实现大坡度斜井盾构机姿态调整的自动化提供理论参考。
[Abstract]:With the application of shield machine in inclined tunnel engineering. It is more and more difficult to control the posture of shield machine when driving downhill. Whether the posture of shield machine is correct or not is very important to the final formation of tunnel. The pose problem and deviation correction technology of shield machine are studied. The main contents are as follows: 1. The driving load model of shield machine downhill is established, and the mathematical relationship between slope angle and soil pressure load around shield machine is studied. On this basis, a new theoretical calculation model of shield machine thrust is constructed. 2. Based on the measuring principle and calculating method of laser guidance system, the calculation method of attitude angle parameter and coordinate position parameter of shield machine is introduced. 3. This paper studies the problem of planting head when driving downhill, and points out that uneven distribution of the reaction force in the foundation of the bottom of shield machine is the fundamental cause of the root of the head, based on the model of Winkler elastic foundation. The mathematical model of space distribution of foundation reaction force is established, and the influence of slope angle on the trend of planting head and the effect of propulsive system on the resistance to planting head are studied in combination with engineering examples. 4. The formulas for calculating the minimum deviation correction radius corresponding to the clearance of shield tail, the hinge angle of hinged device and the stroke difference of propulsion cylinder are put forward respectively. The mathematical relationship between the deviation correction torque and the thrust change of the cylinder in the propulsion system and the deviation correction radius is established. The equation of attitude correction curve is studied, and the optimization method of the shortest deviation correction curve in horizontal direction is proposed. Finally, a simulation example is established. The deviation correction curve of shield machine in different position and the change curve of thrust change of oil cylinder in different zones of propulsion system are obtained. The research results in this paper can be used for the design of inclined shaft shield machine. The theory reference is provided for attitude control and automatic attitude adjustment of shield machine in large slope inclined well.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:U455.43

【参考文献】

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本文编号:1409453

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