地铁隧道盾构智能纠偏优化控制研究

发布时间：2020-04-25 22:16

【摘要】：随着城市交通拥堵和土地资源短缺问题的日益严峻,采用盾构法修建地铁隧道,开发利用城市地下空间,已成为缓解城市交通压力的重要举措。盾构机在掘进时,受地质分布不均以及盾构机机械设备等影响,掘进轨迹与隧道设计轴线产生偏差的现象非常普遍,轻则延长工期,重则影响地面建筑以及地铁的运营安全,进行准确快速盾构姿态纠偏,成为地铁隧道建设中亟需解决的重要问题。本文以最短纠偏轨迹为目标,开展地铁隧道盾构智能纠偏优化控制研究,主要内容如下:(1)分析影响盾构机纠偏半径的影响因素,明确了利用最小纠偏半径法纠偏轨迹最短。(2)以3:4:4:5分区的16组液压缸盾构机为研究对象,根据盾构机纠偏时转向土体抗力力矩与推进液压缸推力力矩之间的关系,以最短纠偏轨迹为目标,建立了软土地层的盾构纠偏数学模型。(3)为实现盾构准确、快速纠偏,提出一种改进的人工蜂群算法优化纠偏模型。利用Cat映射结合差分变异,增加种群多样性,改进算法的搜索策略,提高了人工蜂群算法的收敛速度和优化精度。(4)以盾构机液压缸推力的方差最小为优化目标,利用改进的人工蜂群算法,优化纠偏模型,并与郑州地铁四号线盾构纠偏数据进行对比。结果表明,求解结果与采用最小纠偏半径法的人工纠偏数据接近。利用改进的人工蜂群算法优化盾构纠偏模型,实现了地铁隧道建设中盾构机的准确纠偏,可为盾构纠偏提供辅助决策。对降低地铁隧道建设的施工风险,缩短建设工期,提高地铁隧道运营安全,具有重要意义。
【图文】：

7 种函数收敛时的迭代次数对比图

水平纠偏液压缸油压对比图
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U231.3;U455.43

【参考文献】

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本文编号：2640746