專(zhuān)利名稱(chēng)：隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)載荷計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于隧道掘進(jìn)機(jī)械施工技術(shù)，具體涉及一種隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)載荷的計(jì) 算方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著我國(guó)城市地下交通的迅速發(fā)展，鐵路、輸運(yùn)管道等隧道工程項(xiàng)目逐漸 增多，圍繞隧道掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)與施工的相關(guān)技術(shù)也得到快速發(fā)展。其中隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng) 載荷的確定是其設(shè)計(jì)及施工環(huán)節(jié)的核心技術(shù)之一。準(zhǔn)確計(jì)算隧道掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中刀盤(pán) 所需要的驅(qū)動(dòng)載荷值，是掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)及動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，也是施工過(guò)程中掘進(jìn)狀 態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整的重要依據(jù)。掘進(jìn)機(jī)在隧道掘進(jìn)過(guò)程中，刀盤(pán)與掘進(jìn)界面土體所構(gòu)成的復(fù)雜力 學(xué)系統(tǒng)包含法向擠壓、旋轉(zhuǎn)摩擦、切削破壞等多種形式耦合作用。因此，其驅(qū)動(dòng)載荷(包括 推力與扭矩)與地質(zhì)條件、刀盤(pán)結(jié)構(gòu)以及操作狀態(tài)等多種因素密切相關(guān)。目前實(shí)際工程中 的隧道掘進(jìn)機(jī)載荷計(jì)算多采用經(jīng)驗(yàn)公式，但其僅給出一個(gè)較大的載荷估算區(qū)間，且經(jīng)驗(yàn)系 數(shù)缺乏明確的取值依據(jù)。國(guó)內(nèi)外已有的刀盤(pán)載荷相關(guān)計(jì)算多為靜態(tài)載荷分析，未考慮操作 參數(shù)對(duì)載荷的影響。因此提出一種對(duì)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)載荷的計(jì)算方法，成為本行業(yè)之急需。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提出一種包含地質(zhì)參數(shù)、操作參數(shù)以及刀盤(pán)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)刀盤(pán)載 荷影響的驅(qū)動(dòng)載荷計(jì)算方法，為刀盤(pán)設(shè)計(jì)及施工參數(shù)調(diào)整提供準(zhǔn)確的依據(jù)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)載荷包括推力和扭矩，其計(jì)算 確定方法，主要分為以下幾個(gè)步驟(1)確定開(kāi)挖面靜止土壓力F1 ；(2)確定刀盤(pán)掘進(jìn)推力F2 ；(3)根據(jù)F1和F2的和確定刀盤(pán)總的驅(qū)動(dòng)推力；(4)確定刀盤(pán)側(cè)面與周?chē)馏w間的摩擦扭矩T1 ；(5)確定密封艙內(nèi)攪拌扭矩T2 ；(6)確定刀盤(pán)掘進(jìn)扭矩T3 ；(7)根據(jù)1\、T2, T3之和確定刀盤(pán)總的驅(qū)動(dòng)扭矩；其中所述步驟(1)中的開(kāi)挖面靜止土壓力，是指掘進(jìn)界面前方土體在自然狀態(tài)下 由自身重力引起的土壓力，與掘進(jìn)過(guò)程無(wú)關(guān)，由如下公式確定
權(quán)利要求
1.隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)載荷計(jì)算方法，其特征在于計(jì)算分為以下幾個(gè)步驟(1)確定開(kāi)挖面靜止土壓力F1所述開(kāi)挖面靜止土壓力是指掘進(jìn)界面前方土體在自然狀態(tài)下由自身重力引起的土壓 力，由如下公式確定
全文摘要
一種包含地質(zhì)參數(shù)、操作參數(shù)以及刀盤(pán)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)刀盤(pán)載荷影響的驅(qū)動(dòng)載荷計(jì)算方法，可以為刀盤(pán)設(shè)計(jì)及施工參數(shù)調(diào)整提供準(zhǔn)確的依據(jù)。隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)載荷包括推力和扭矩，其計(jì)算方法為(1)確定開(kāi)挖面靜止土壓力F1；(2)確定刀盤(pán)掘進(jìn)推力F2；(3)根據(jù)F1和F2和確定刀盤(pán)總的驅(qū)動(dòng)推力；(4)確定刀盤(pán)側(cè)面與周?chē)馏w間的摩擦扭矩T1；(5)確定密封艙內(nèi)攪拌扭矩T2；(6)確定刀盤(pán)掘進(jìn)扭矩T3；(7)由T1、T2、T3之和確定刀盤(pán)總的驅(qū)動(dòng)扭矩。本方法可以快速計(jì)算出隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)載荷，由于綜合考慮了各核心要素對(duì)刀盤(pán)載荷的影響規(guī)律，因而計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，并能隨時(shí)根據(jù)地質(zhì)條件與操作狀態(tài)的改變靈活調(diào)整載荷參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)施工過(guò)程中載荷的科學(xué)設(shè)定與調(diào)整。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102129499SQ201110061650
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者亢一瀾, 仇巍, 張茜, 蔡宗熙, 黃干云 申請(qǐng)人:天津大學(xué)