盾构刀盘力学参数预测分析及运用研究

盾构刀盘力学参数预测可提高刀盘计算校核精度,也可为盾构施工参数调节提供技术支持。结合中铁工程服务有限公司开发的盾构云平台,应用深圳地铁14号线某区间左线掘进数据,基于理论分析提炼影响盾构工程中推力及转矩的工程参数,并通过灰色关联度分析方法计算相关参数与推力、转矩之间的关联度。采用BP神经网络,建立以地层参数、刀盘参数和掘进参数为输入,盾构推力和刀盘转矩为输出的预测模型,并利用盾构云数据完成模型的训练及优化。基于刀盘力学分析流程,结合载荷预测模型和刀盘设计参数化建模系统,建立盾构刀盘参数预测和力学分析功能集成平台,以实现刀盘设计仿真分析的自动化。     

盾构刀盘有限元分析优化研究

为保证盾构刀盘在使用过程中的强度和刚度,采用ANSYS软件对盾构刀盘进行有限元结构应力应变分析,得出结构设计缺陷。通过对刀盘优化化设计,合理配置刀盘各个设计性能参数,不但提高了刀盘整体安全性能,而且能够提高材料利用率,达到减重降低成本的效果。     

盾构刀盘掘进数值模拟分析

针对复杂层条件下由于岩土软硬不均造成刀盘应力集中、震动变形等问题,以某盾构项目盾构刀盘和地层参数为基础,结合盾构施工过程控制参数,采用数值模拟的方法,深入研究复杂地层条件下盾构动态掘进过程中刀盘应力应变和模态震动特性,得到了刀盘在掘进过程中应力应变在不同地质条件下变化状况,确保了刀盘设计的可靠性,为盾构刀盘设计提供了技术保障。     

盾构刀盘异常工况下的力学分析

介绍了上软下硬复合地层条件下,盾构刀盘发生较大的轴向变形,引起刀盘失效。对刀盘中心区域滚刀卡死的情况下,进行强度和刚度的有限元分析,同时考虑不同的载荷比例系数。最后,通过受力分析结果,给出了刀盘最大等效应力与载荷系数关系曲线。从该曲线上可以直观地看到异常工况下刀盘载荷和应力的关系,分析结果表明在何种状况下刀盘会发生失效。     

盾构刀盘虚拟样机仿真技术研究与分析

盾构刀盘是盾构机的关键部件,对盾构刀盘虚拟样机试制系统进行开发研究具有重要的现实意义.盾构刀盘虚拟样机试制系统应用CAD/CAE三大流行软件Pro/E、ANSYS及ADAMS对盾构刀盘进行三维实体建模、虚拟装配、有限元受力分析、动态性能仿真以及建立可视化刀盘库.对盾构刀盘虚拟样机试制系统的研制将改变我国盾构掘进产品的研制思路,全面提升盾构刀盘的开发速度、设计效率和设计质量,为新型盾构刀盘的设计、制造提供崭新的计算机平台和理论参考.     

盾构刀盘设计软件开发

为快速完成不同类型和尺寸盾构刀盘的设计,根据刀盘自身机械数据结构和施工过程的数据关系,利用VB把已经完成的三维参数化机械模型和综合结构分析结果封装形成软件,方便了刀盘设计人员准确且快速地完成盾构刀盘设计。     

盾构刀盘蒙特卡罗有限元分析

通过分析盾构刀盘及其刀具与工作面的相互作用,建立对刀盘进行ANSYS数值模拟的数学模型,由于刀盘与工作面之间的相互作用具有随机性,因此把待研究的主要因素作为随机输入变量,欲取得的结果作为随机输出变量。即设定弹性抗力系数为随机输入变量,刀盘与工作面之间的相互作用为随机输出变量,采用蒙特卡罗有限元法模拟刀盘及其刀具与工作面相互作用的统计值,从而为刀盘滚刀受力和刀具布置方式的分析提供一条有效途径,其方法及结果对盾构刀盘的设计与地铁的盾构施工都具有一定的指导意义。     

救援盾构刀盘的研发与应用

救援盾构主要用来应对地质灾害形成的坍塌及空洞,救援被困人员,而救援盾构刀盘的设计尤为重要,需根据不同地质环境配置不同种类的刀具并设计刀具在刀盘的位置。为此本文设计几种刀盘来应对不同的地质环境,包括软土刀盘、脱落式复合刀盘、机械式伸缩刀盘、液压式伸缩刀盘。经过现场实践,刀盘能快速切削并高效掘进,形成逃生通道,保障人员安全。     

海瑞克盾构刀盘刀具损坏实例分析

介绍海瑞克φ6250型泥水盾构在上软下硬地层中掘进时刀盘刀具损坏的工程实例,并初步分析了刀盘刀具损坏原因,以供同仁参考。     

盾构在圆砾层掘进的刀盘及主驱动设计

南宁地铁1号线清一动区间主要以密实的圆砾地层为主，盾构在该地层中掘进需要对刀盘、主驱动等进行必要的特殊设计，以达到盾构顺利开挖、减少开仓次数和有效控制地面沉降的目的。本文主要介绍清一动区间盾构刀盘及主驱动的设计。     

基于ANSYS的钢筋切断机机体的有限元分析

本文主要研究GQ40型钢筋切断机机体的实体建模和在ANSYS软件中进行有限元分析。通过对钢筋切断机机体的受力情况、应变情况分析,可对机体进行优化处理及改良设计。     

隧道盾构法施工的三维有限元数值模拟分析

根据有限元的基本原理,对隧道盾构法施工过程进行了三维数值模拟分析,研究了盾构施工推进过程中隧道围岩的应力、位移和地表的沉降及衬砌结构受力情况,为以后的设计和施工提供相关依据。     

输电铁塔ANSYS建模及有限元分析

利用大型有限元分析软件——ANSYS对输电塔（直线塔）的桁架模型和桁梁混合模型进行了静态分析，并对桁架模型和桁梁混合模型的最大综合应力、最大综合位移和整体分布情况的结果进行了论述，以期找出两种模型的异同点。     

复合地层中盾构滚刀磨损实用预测方法及应用

盾构机在复合地层掘进过程中常因刀具磨损量过大而产生掘进工效降低和刀具失效等问题。依托深圳地铁13号线白应区间复合地层段滚刀磨损数据,根据Rabinowicz磨粒磨损计算模型提出了一种滚刀磨损量实用预测方法。该方法结合滑移率计算公式和刀盘扭矩、刀盘推力得到滚刀滑动距离,通过科罗拉多矿业学院模型(CSM模型)、岩石强度参数和滚刀贯入深度确定接触面法向荷载,根据滚刀设计参数确定其材料强度。通过确定影响滚刀磨损量的三个主要因素(滑动距离、接触面法向荷载和材料强度),推导出了考虑盾构滚刀磨损体积计算公式,并采用深圳地铁13号线白应区间复合地层段滚刀实测磨损量与磨损量预测值进行对比验证。结果表明:实测磨损量与预测较为吻合,验证了所提出的滚刀磨损量预测方法的合理性,研究成果可为复合地层中盾构滚刀磨损量预测和换刀时机的确定提供理论依据。     

BIM建模结合有限元分析在隧道工程中的应用

结合济南某隧道工程,介绍了将BIM软件Revit中建立的三维隧道模型直接导入有限元分析软件,对该模型进行网格划分以供后续的计算,将Revit与有限元软件有效地结合在一起,减少有限元软件建模的时间,同时解决BIM建模缺少受力分析的缺陷。     

无水砂卵石地层盾构推力及刀盘转矩的计算

以无水砂卵石地层盾构施工为例，运用理论和经验公式对盾构推力和刀盘扭矩进行了计算和比较，对相同或相似地层条件下的盾构参数计算和选型具有一定的参考价值。     

北京地铁砂卵石地层盾构刀盘设计改进

对北京地铁4号线北京南站至角门北路站区间隧道盾构刀盘在砂卵石地层施工时的磨损原因进行了分析和研究,制定了完整可行的盾构刀盘现场修复及设计改进方案,使其更加适应砂卵石地层掘进施工,延长了刀盘使用寿命,节省了工程投资,为城市地铁盾构长距离掘进提供了经验。     

EPB盾构刀盘驱动系统软件分析设计

随着国内高铁、地铁市场的不断兴起,土压盾构在地下隧道施工领域应用广泛,但具有自主知识产权的国产土压盾构进程却发展缓慢,土压盾构的安全施工、高效施工很大程度是由土压盾构的刀盘驱动系统所决定。本文就土压盾构刀盘驱动系统软件设计进行详细分析,针对控制流程进行详尽说明。