專利名稱：隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤驅(qū)動載荷計算方法
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)刀盤驅(qū)動載荷的計 算方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國城市地下交通的迅速發(fā)展，鐵路、輸運(yùn)管道等隧道工程項目逐漸 增多，圍繞隧道掘進(jìn)機(jī)設(shè)計與施工的相關(guān)技術(shù)也得到快速發(fā)展。其中隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤驅(qū)動 載荷的確定是其設(shè)計及施工環(huán)節(jié)的核心技術(shù)之一。準(zhǔn)確計算隧道掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)過程中刀盤 所需要的驅(qū)動載荷值，是掘進(jìn)機(jī)刀盤及動力系統(tǒng)設(shè)計的理論基礎(chǔ)，也是施工過程中掘進(jìn)狀 態(tài)實時調(diào)整的重要依據(jù)。掘進(jìn)機(jī)在隧道掘進(jìn)過程中，刀盤與掘進(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)動載荷(包括 推力與扭矩)與地質(zhì)條件、刀盤結(jié)構(gòu)以及操作狀態(tài)等多種因素密切相關(guān)。目前實際工程中 的隧道掘進(jìn)機(jī)載荷計算多采用經(jīng)驗公式，但其僅給出一個較大的載荷估算區(qū)間，且經(jīng)驗系 數(shù)缺乏明確的取值依據(jù)。國內(nèi)外已有的刀盤載荷相關(guān)計算多為靜態(tài)載荷分析，未考慮操作 參數(shù)對載荷的影響。因此提出一種對刀盤驅(qū)動載荷的計算方法，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)以及刀盤結(jié)構(gòu)參數(shù)對刀盤載 荷影響的驅(qū)動載荷計算方法，為刀盤設(shè)計及施工參數(shù)調(diào)整提供準(zhǔn)確的依據(jù)。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤驅(qū)動載荷包括推力和扭矩，其計算 確定方法，主要分為以下幾個步驟(1)確定開挖面靜止土壓力F1 ；(2)確定刀盤掘進(jìn)推力F2 ；(3)根據(jù)F1和F2的和確定刀盤總的驅(qū)動推力；(4)確定刀盤側(cè)面與周圍土體間的摩擦扭矩T1 ；(5)確定密封艙內(nèi)攪拌扭矩T2 ；(6)確定刀盤掘進(jìn)扭矩T3 ；(7)根據(jù)1\、T2, T3之和確定刀盤總的驅(qū)動扭矩；其中所述步驟(1)中的開挖面靜止土壓力，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)過程無關(guān)，由如下公式確定
權(quán)利要求
1.隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤驅(qū)動載荷計算方法，其特征在于計算分為以下幾個步驟(1)確定開挖面靜止土壓力F1所述開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)以及刀盤結(jié)構(gòu)參數(shù)對刀盤載荷影響的驅(qū)動載荷計算方法，可以為刀盤設(shè)計及施工參數(shù)調(diào)整提供準(zhǔn)確的依據(jù)。隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤驅(qū)動載荷包括推力和扭矩，其計算方法為(1)確定開挖面靜止土壓力F1；(2)確定刀盤掘進(jìn)推力F2；(3)根據(jù)F1和F2和確定刀盤總的驅(qū)動推力；(4)確定刀盤側(cè)面與周圍土體間的摩擦扭矩T1；(5)確定密封艙內(nèi)攪拌扭矩T2；(6)確定刀盤掘進(jìn)扭矩T3；(7)由T1、T2、T3之和確定刀盤總的驅(qū)動扭矩。本方法可以快速計算出隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤驅(qū)動載荷，由于綜合考慮了各核心要素對刀盤載荷的影響規(guī)律，因而計算結(jié)果更加準(zhǔn)確，并能隨時根據(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)，實現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)施工過程中載荷的科學(xué)設(shè)定與調(diào)整。
文檔編號G06F17/50GK102129499SQ201110061650
公開日2011年7月20日 申請日期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 申請人:天津大學(xué)