土压平衡盾构掘进机刀盘扭矩模拟试验研究

通过对土压平衡盾构掘进机刀盘切削土体进行理论分析,建立数学模型,得出相应计算公式。介绍了模拟试验平台和针对两种不同形式刀盘的两次模拟试验,并针对φ1800mm模拟土压平衡盾构掘进机进行刀盘扭矩计算以及结合模拟试验进行研究。此外,还针对国内外多个土压平衡盾构掘进机工程计算其刀盘扭矩,并与现场数据进行对照分析,从而得出土压平衡盾构掘进机刀盘扭矩的计算公式。研究结果表明:根据理论分析和相应计算公式可以得出关于土压平衡盾构掘进机刀盘扭矩的精确结果,且与模拟试验相符,并能满足实际工程的要求。     

土压平衡盾构刀盘扭矩的理论计算研究

为了能够更好的满足施工要求,从分析土压平衡盾构刀盘扭矩的影响因素入手,得到了刀盘扭矩计算模型,通过计算研究,并与工程实测值予以对比,显示了其优越性。     

土压盾构刀盘力矩计算和实例机理分析

盾构刀盘扭矩参数和实际运行参数是盾构技术的核心,关系到使用中盾构的掘进成败.论文结合刀盘扭矩理论,对刀盘制约扭矩的因素进行量化,导出各扭矩分量的计算公式,通过建模分析,探究刀盘各部分扭矩的区别和设计控制要领,结合实际案例验证了扭矩解析的正确性,从理论和实际的对比,对施工地层的关键性因素数据进行控制,并进行了盾构刀盘、外...     

土压平衡盾构刀盘磨损研究

通过介绍土压平衡盾构刀盘结构及刀具的布置形式,针对刀盘本体上不同的磨损部位,分析刀盘磨损原因,提出相应的解决方案,为解决不同地质条件下土压平衡盾构刀盘磨损问题提供借鉴。     

土压平衡盾构刀盘结构探讨

刀盘是盾构的主要工作部件,不同地质地层应采用不同的刀盘结构形式及刀具布置,刀盘及刀具的好坏关系到盾构施工的成败,影响盾构掘进的速度和效益,文章结合广州和南京地铁工程重点介绍了海瑞克公司土压平衡盾构刀盘的功能、刀盘类型及刀具配置。     

浅谈土压平衡盾构刀盘适应性改造

盾构法施工在隧道与地下工程的掘进中应用越来越多、跨地域性和二次使用情况较为频繁,盾构刀盘作为盾构掘进施工最重要的部件,其对地质的适应性往往成为施工顺利与否的关键,文章结合既有盾构刀盘适应性改造案例对刀盘地质适应性进行论述。     

基于SMP准则的旁压试验分析

旁压试验是一种在岩土工程勘察中应用较为广泛的原位测试技术,可用于评定地基承载力和变形参数等。本文采用SMP屈服准则和平面应变轴对称问题的柱孔扩张理论,对旁压试验的机理进行分析,获得了旁压试验过程中的位移、应力和应变的分布,得到了塑性区半径与扩张压力的关系,同时为临塑压力和极限压力的确定提供了一种新的思路。理论计算结果与试验数据具有较好的一致性,表明理论分析具有一定的合理性,能够用于旁压试验的相关解释与分析。     

土压平衡盾构刀盘扭矩计算方法与多因素量化分析

 刀盘扭矩是设计刀盘驱动的关键参数,是设计经济型盾构、决定盾构是否高效率掘进必不可少的参数之一。以土压平衡盾构为背景,在充分理解刀盘与土体相互作用的基础上,分析影响刀盘扭矩的7个因素,并基于现场测试和理论分析分别推导出各因素的计算模型。同时,以土耳其伊兹密尔地铁和伦敦机场隧道为例,通过与实际测得的刀盘扭矩对比分析,验证理论模型的准确性,所构建的计算模型可适用于黏性土和非黏性土地层中。对各影响因素进行量化分析,分析表明刀盘各面与地层的摩擦阻力扭矩约占总扭矩的80%,其中刀盘与土体的摩擦角、刀盘直径、土体的黏着力以及土仓内的土压支撑强度都是影响刀盘扭矩大小的重要参数。     

复合地层土压平衡盾构驱动扭矩计算研究

运用数学及力学知识,对盾构扭矩的计算公式进行了推导,得出了复合地层下盾构扭矩的计算公式。选取某盾构区间进行扭矩的计算,将理论计算结果与实测数据进行对比,得出以下结论:理论计算值与实测值相近;该计算公式对复合地层有一定的适应性;相应参数如何选取是保证理论计算结果正确性的重要前提。     

土压平衡盾构刀盘环向开口率研究

盾构刀盘开口率是指刀盘开口部分的面积与刀盘总面积的比值,是盾构选型时需要考虑的重要指标,但这一指标无法反映刀盘开口位置是否合理。为了更好地反映刀盘开口状况,提出了刀盘环向开口率的概念。运用环向开口率特征曲线对北京地铁9号线军事博物馆站—东钓鱼台站区间土压平衡盾构刀盘环向磨损事件进行了分析,阐明了刀盘发生环向磨损的主要原因是刀盘上某一区域环向开口率过小,部分渣土淤积在此区域,另外渣土从开口率小的区域向开口率大的区域流动也造成了刀盘的环向磨损。刀盘环向开口率特征曲线是判断刀盘开口位置合理性的重要依据,开口位置合理的刀盘,除刀盘中心区域外其环向开口率特征曲线应该是平缓的,以保证刀盘上每一个区域都有合理的开口区域,确保渣土顺畅进入土舱,土压平衡盾构刀盘设计时应充分考虑环向开口率这一指标。     

盾构刀盘扭矩对风化岩地基中邻近桩基的影响

基于地铁盾构施工对邻近某客运站桩基影响的问题,利用FLAC^3D有限元模拟分析软件,通过八种工况对比分析了刀盘扭矩与盾构推力对风化岩地基中邻近桩基的影响。结果表明:刀盘扭矩与盾构推力对桩基的影响呈现不同的规律。刀盘扭矩对桩基的影响规律主要为:盾构刀盘扭矩的存在使得桩身主要产生沿隧道横向的附加弯矩和位移,桩身沿隧道纵向的附加弯矩和位移相对较小;桩身最大弯矩和最大水平位移均发生在隧道中心线附近。与刀盘扭矩的影响不同,盾构推力主要使桩身产生沿隧道纵向的附加弯矩和位移;但桩身最大弯矩和最大水平位移也发生在隧道中心线附近。在风化岩地基中,刀盘扭矩对桩基沿隧道横向的影响是不可忽略的。     

基于长短时记忆网络的盾构机刀盘扭矩实时预测

盾构机是土质隧道开挖的优质工程机械,被广泛应用在地铁建设。刀盘扭矩是保证盾构正常推进的关键参数,能被精确实时预测对预防灾难事故、确保施工正常推进具有极高的指导意义。针对现有扭矩预测多为计算平均值的问题,提出一种基于长短时记忆(Long-Short Term Memory,LSTM)网络的扭矩实时预测模型。首先通过分析盾构机状态参数与扭矩的相关性,选择一组关键状态参数,降低输入维度;然后建立LSTM扭矩预测模型;最后利用该模型在归一化后的实际数据集上进行验证并与BP网络模型对比。试验结果表明,该模型在测试集上均方差为0.002 81,平均绝对误差为0.036 7,均优于BP网络;该模型具有良好的预测能力与泛化性能,能够很好地拟合关键状态参数与刀盘扭矩之间的非线性关系。     

基于SMP准则的定向钻扩孔泥浆压力计算

定向钻施工中泥浆压力是孔壁稳定的关键因素,其计算公式一直是困扰定向钻施工设计的主要问题.文中基于SMP准则分析了定向钻扩孔过程中孔壁土体内的二次应力、应变场以及塑性区半径分布规律,推导出了最大泥浆压力的计算公式.基于SMP强度准则得到的最大孔壁内压和最优孔壁内压值明显大于基于M-C强度准则计算所得值,这说明了考虑中间主应力影响的SMP强度准则对提高最大孔壁内压和最优孔壁内压值具有重要的实际意义,此外,通过改变粘聚力和内摩擦角的大小,得到粘聚力对于最大孔壁内压的敏感性要大于内摩擦角,所以提高土体的粘聚力对孔壁稳定性更具实际意义.     

基于Lade-Duncan屈服准则的土压力计算

在平面应变条件下,应用广义虎克定律结合Lade-Duncan屈服准则,得到了考虑中主应力影响的主动和被动土压力计算公式,其计算出的主动土压力比Rankine主动土压力小,而计算出的被动土压力比Rankine被动土压力大,对实际工程具有一定参考价值。     

盾构切削混凝土桥桩刀盘荷载分析

依托北京地铁12号线盾构直接切削西坝河桥16根φ800桥桩工程,通过三维数值模拟和理论推导,对盾构法清障掘进面荷载展开研究.通过三维动态模拟,分析单个刀具逐次切混凝土荷载变化规律.基于等效原理与单刀切削荷载,提出一种对切桩刀具数、推力及扭矩的估算模型.并将此估算模型用于计算苏州地铁直接切削广济桥掘进面荷载,对比分析计算...     

基于SMP强度准则的预应力混凝土管桩的挤土效应分析

预应力混凝土管桩在沉桩过程中,将发生挤土效应和土塞效应,二者是有机统一的。基于SMP强度准则,考虑土塞效应,分析了预应力混凝土管桩的挤土效应及土塞效应,并推导了预应力混凝土管桩的应力场及位移场的计算公式。通过实例表明,基于考虑中间主应力的SMP强度准则推导得到的预应力混凝土管桩的应力状态及位移场的计算公式,在实际工程中具有一定的现实指导意义。     

基于SMP准则的土体三维应力状态土压力问题

基于SMP准则,分析了土体处于三维应力状态下的土压力问题,推导出无粘性土的主被动土压力的计算公式,通过引入粘结力σ0将其扩展到粘性土,和实测数据及朗肯理论计算结果进行了对比。结果表明:朗肯土压力理论所得的主动土压力偏大,采用本文公式计算所得结果更为接近实测值,从而说明考虑土体三维应力状态对分析土压力的设计计算具有一定的指导意义。     

复合地层条件下盾构刀盘设计研究

在分析复合地层条件下刀具的磨损破坏的基础上,提出了针对复合地层的刀盘的设计特点,总结出了一套混合刀盘设计的流程与方法,并用两个实例加以说明.     

土压平衡盾构土仓压力设定与控制方法探讨

利用现有的土力学理论,对土压平衡盾构推进与停机两种状态下开挖面前方土压力与土仓内土压力类型进行了分析。通过理论计算和分析,提出了根据开挖面前方地层的地质条件和沉降要求等进行土仓压力设定的方法,指出了当土仓内土体与开挖面前方土体基本一致时,土仓压力很难与开挖面前方土压力基本相同。通过理论分析,提出了土仓压力控制的方法,以及采取土仓内土体改良、注入泡沫或高压气体形成气压、严格控制出土量等控制土仓压力的技术措施。     

结合结构面统计的侧向岩石压力计算方法

岩体抗剪强度取决于结构面分布及其性质,侧向岩石压力的计算常用岩体等效内摩擦角参数,而边坡规范中岩体等效内摩擦角的取值难以反映实际岩体结构面分布及其性质的影响。为确定合理的支挡结构侧向岩石压力值,提出对现场岩体结构面性质包括产状、隙宽、迹长、间距、粗糙度进行统计,进而结合现场结构面统计的蒙特卡洛随机模拟结果和RMR地质评价系统,对岩体结构面进行定量评价。利用评价结果和Hoek-Brown准则拟合得到岩体等效摩尔库伦强度参数,由此计算侧向岩石压力。通过与现有方法进行对比发现,采用本方法得到的岩体等效内摩擦角计算所得的侧向压力更符合实际。