复合型土压平衡盾构机刀盘设计与应用

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1、分类号密级ＵＤＣｆ＾＿南犬學ＮＡＮＪＮＶＥＲＳＴＹＥＮＣＥＬＯＧＹＩＮＧＵＩＩＯＦＳＣＩ＆ＴＥＣＨＮＯ硕士学位论文复合型土压平衡盾构机刀盘设计与应用（题名和副题名）朱述敏（作者姓名）指导麵姓名黄晓华副教授学位类别工学项士学科名称机械制造及其自动化研究方向先进制造系统理论及技术论文提交时间２０１５．０１注１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，

2、除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。２研究生签名：Ｊ年；月／ｉ学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：⑶书硕士学位论

3、文复合型土压平衡盾构机刀盘设计与应用摘要本文以南京地铁－ＴＡ０６１０号线Ｄ１０标段施工用复合型土压平衡盾构机刀盘为研究对象，对刀盘开口率地质适应性、盾构推力与刀盘扭矩计算、刀盘结构设计、优化与分析等相关技术展开研究。首先，根据该标段地质情况，提出刀盘开口率与地质适应性数值模拟方法，阐述数值模拟方案。构建模拟系统模型，通过与实际监测值对比，验证模型的正确性；得到幵口率建议值，结合开口率地质适应性理论计算，确定开口率３２％，为后续刀盘结构设计奠定基础。。其次，根据该标段地质情况，提出复合

4、型土压平衡盾构机刀盘结构设计流程对刀盘结构关键参数分别进行计算与分析，确定刀盘上各类刀具的数量及布置方式，在Ｍａｔｌａｂ软件中绘制刀具布置图；利用Ｐｒｏ／Ｅ软件建立刀盘三维模型。再次，全面分析复合型土压平衡盾构机推力和刀盘扭矩的产生机理与组成要素，建立盾构机推力和刀盘扭矩理论计算模型，将该理论模型与实际工程的实测值对比，验证理论模型的正确性，并将其应用于该标段推力和扭矩的实际计算中。Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ中对，，最后，在刀盘进行结构优化釆用多目标遗传算法求解获得刀盘多目标Ｐａｒｅｔｏ解集；采用层次

5、分析法进行Ｐａｒｅｔｏ解集选优，获得目标支配方案最优解。利用正交试验法对刀盘牛腿主要结构参数进行研究，确定了影响刀盘工作应力因素的主次顺序：牛腿夹角〉牛腿水平长度〉牛腿壁厚。通过对盾构机刀盘设计技术的研究和应用，验证了上述研究成果的正确性，依此技术和理论设计出南京地铁１０号线所使用的盾构机刀盘，该技术研究推动复合型土压平衡盾构机刀盘国产化和产业化。关键词：复合型土压平衡盾构机，刀盘开口率，扭矩和推力，结构优化，正交试验法ＩＡｂｓｔｒａｃｔ硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓａｅｒ

6、ｈａｓｔａｋｅｎｔｈｅＣｏｍｏｕｎｄｅａｒｔｈｒｅｓｓｕｒｅｂｌａｎｃｅｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｃｕｔｔｅｒｈｅａｄｐｐｐｐ－ＭｕｓｅｄｉｎｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｅｃｔｉｏｎＤ１０ＴＡ０６ｏｆＮａｎｉｎｅｔｒｏＬｉｎｅ１０ａｓｉｔｓｓｕｂｅｃｔｔｏｍａｋｅｊｇｊａｓｅｒｉｅｓｏｆｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅａｄａｔａｂｉｌｉｔｏｆｅｏｌｏｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｃｕｔｔｅｒｈｅａｄａｅｒｔｕｒｅｐｙｇｇ

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