基于数值仿真技术的盾构刀盘系统载荷与结构特性研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wf931
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
刀盘系统是盾构掘进设备的关键部件,刀盘的工作性能将直接影响工程掘进效率和施工安全性。由于当前地下隧道施工过程中盾构机掘进界面隐蔽,无法直接观测刀盘系统载荷信息,相关的试验和理论分析分别受到模型规模较小和简化过多的限制在获取正常掘进状态的刀盘结构力学特性以及刀盘动态掘进载荷分布方面存在一些困难。当前有限元技术的发展使得数值模拟成为工程结构可靠性分析的重要工具之一,也是研究刀盘问题的一种有效方法。针对当前盾构刀盘载荷分析和刀盘可靠性设计缺少必要的研究方法的现象,本文通过研究有限元相关技术提出了一种基于数值方法的盾构刀盘掘进全物理过程仿真模型,从切削角度出发,将隧道掘进过程视为刀盘系统与土体的相互作用问题,采用损伤失效准则模拟土体切屑分离过程,实现了盾构刀盘掘进过程的直接数值模拟。同时通过分析和提取典型盾构刀盘的拓扑结构特征,开发了一套盾构机刀盘参数化建模系统,解决了盾构刀盘建模过程耗时、费力、重复性工作多等问题。本文利用刀盘掘进全物理过程仿真模型模拟了盾构刀盘连续掘进隧道过程,对刀盘动态掘进载荷分布和结构力学特性进行了研究。根据刀盘与掌子面土体的相互作用得到了刀盘法向和切向动态切削载荷分布以及掘进过程中刀盘扭矩随掘进时间的变化规律,分析了地质参数、施工参数和结构参数对刀盘掘进载荷的影响。对考虑动态效应和面对脱困载荷情况下的刀盘刚度、强度等力学结构特性进行了校验。结合刀盘系统扭矩构成和分布规律,分析了面对不同地层的刀盘顺应性问题,证实了盾构扭矩直接相关的诸多因素中隧道埋深和土体的粘聚力对其影响最大。通过数值和实验证指出了刀盘中心刀结构在刀盘承载方面的重要影响。
其他文献
无土栽培是现代农业具有先进性科学性的创新型种植技术,无土栽培改变了植物离不开土壤这种传统的种植模式,这项新的种植技术突破了土壤的限制,仅依靠培养液就可进行种植。随
采用自配制莫来石质复合胶结剂研制了锆莫来石结合的刚玉质、电熔锆刚玉质和电熔莫来石质浇注料,结果表明:浇注料中只须加6%的锆英石已能较好地改善其高温性能,其原因是刚玉
近年来,我国园林绿化建设快速发展起来,是一项新兴工程。人们也渐渐关注绿色生活,期望回归大自然,改善环境条件。要想高质量的、符合社会节约发展特点的园林绿化工程,一面要
惠子是战国时期的政治家,同时也是名辩家。他的形象在先秦作品中有着不同的表现,体现了不同作品独具特色的艺术处理。《战国策》突出惠子的谏士风采,《韩非子》突出了其名辩
教师学习品质的培养,离不开学校主体、教师本身、教师赖以生存与发展的学校环境,校本培养对教师学习品质的形成具有重要意义。因此,学校必须加强对教师学习行为、学习态度和
本文回顾了近十年来澳门经济适度多元化的政策背景和具体措施,然后利用过去十年来的经济统计数据和通行的经济多元化评价指标,对澳门经济多元化的政策效果进行了评价,最后在
目的:通过体外培养基中的抗皮肤癣菌试验,观察复方黄连皮康酊(简称皮康酊)的抗真菌作用.方法:体外抗真菌试验.结果:皮康酊对皮肤癣菌(包括红色毛癣菌、石膏样毛癣菌和絮状表
壳聚糖可广泛应用于工业、食品、医药卫生、农业等领域,但由于传统工艺从虾、蟹壳中提取的壳聚糖产量和质量无法完全满足需求,文章仅结合大量文献从虾蟹壳、微生物、昆虫等三
介绍了因含蜡的重组分油泄漏导致循环水质极度恶化,采取置换、加剥离剂等常规方法处理无效后,采用苏宁生物净化技术处理在较高浓缩倍数、不置换情况下获得很好效果的技术,为
《革命之路》通过惠勒夫妇的浪漫爱情和人生追求,巧妙地展示了"美国梦"的内在悖论以及20世纪五六十年代西方社会的危机:社会现代性的负面效应给人带来了新的异化和奴役,使其