土压平衡盾构机掘进力测量方法研究.pdf

《土压平衡盾构机掘进力测量方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第56卷第1期农业装备与车辆工程2018年1月Vol.56No.1AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGJanuary2018doi:10.3969/j.issn.1673-3142.2018.01.014土压平衡盾构机掘进力测量方法研究112徐世鹏，吴恩启，闵锐（1.200093上海市上海理工大学机械工程学院；2.200137上海市上海隧道工程股份有限公司）[摘要]根据土压平衡盾构机结构和工作特点，研究了掘进过程中掘进力的传递关系。以动力箱为研究对象，在不同工况下对其进行力学

2、仿真分析，搭建了盾构机掘进力检测系统。利用该系统对在新加坡实施挖掘工程的φ6.64m盾构机进行了实验验证，通过采集9个工程段的数据，进行了计算分析。仿真结果和实验结果比较表明：所提出的掘进力的测量方法是合理有效的。[关键词]土压平衡盾构机；掘进力；动力箱；有限元仿真+[中图分类号]U455.31[文献标识码]A[文章编号]1673-3142(2018)01-0059-04StudyontheMeasurementofThrustForceforEPBShieldTunnelingMachine112XuShipeng,

3、WuEnqi,MinRui(1.SchoolofMechanicalEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China;2.ShanghaiTunnelEngineeringCo.,Ltd.,Shanghai200137,China)[Abstract]Themodelofforcetransferringintunnelingprocesswasprovidedaccordingtothecharacteristic

4、sofstructureandworkingofearthpressurebalance(EPB)shieldtunnelingmachine.Adetectionsystemofthrustforceoftheshieldmachinewasestablishedbymechanicalsimulationanalysisofpowerboxunderdifferentworkingconditions.Throughthissystem,thedataofaprojectwasanalyzedwhichwascol

5、lectedfromtheexperimentofφ6.64metersshieldinSingapore.Thecomparisonoftheresultsbetweenthesimulationandtheexperimentshowsthattheproposedmethodisreasonableandeffective.[Keywords]EPBshieldtunnelingmachine;thrustforce;powerbox;FEA0引言字仿真和实验数据对比验证了试验台的合理性。基于数学和力学的理论计算

6、、数值模拟、模型试盾构施工法凭借高效、安全、环保等特点，验的研究方法能够反映掘进力的大致变化规律，在隧道建设中已得到了广泛应用，土压平衡盾构但是不能反映盾构机在实际工作中掘进力的大小机是较为常用的一种。掘进力是盾构机掘进的主[12-13]。因此，一种切实可行的掘进力测量方法将要性能参数之一，包括盾构掘进的推力和刀盘的对盾构装备设计与安全施工具有重要的意义。切削扭矩。分析和研究掘进力能够为掘进系统的本文基于电阻应变测量原理提出一种土压平设计提供理论依据，合理地配置掘进力对掘进过衡盾构机掘进力测量方法。根据动力箱的受力特程

7、的安全高效进行、地表变形的控制等具有重要[1-3]点，搭建盾构机掘进力检测系统，对正在进行施的影响。工的盾构机的动力箱进行应力检测。采用有限元目前，国内外学者关于掘进力的研究主要在[4][5][6]仿真的方法，建立掘进力和动力箱表面等效应力3个方面。在理论计算方面，Xia、张茜、郑峥之间的关系。通过实验检测得到盾构机在实际工分别建立了考虑不同主要因素的掘进载荷力学模[7][8]作状况下掘进力的大小，为施工参数的设定和掘型。在数值模拟方面，韩美东、Zhang分别利进系统的设计提供依据。用不同方法对刀盘掘进过程进行数值模拟

8、和仿真[9][10][11]分析。在实验研究方面，Wang、Xu、李建军1掘进力传递模型分别建立了不同尺寸的盾构掘进试验台，通过实本文根据土压平衡盾构机结构和受力的特验进一步优化了掘进载荷计算模型，并且通过数点，建立了力传递关系如图1所示。动力箱为其他部件提供安装基座，起到基础支撑和推力传递收稿日期:2017-05-03修回日期: