文献类型：期刊文章

作　　者：周思阳[1] 亢一澜[1] 苏翠侠[2] 张茜[1]

ZHOU Siyang KANG Yilan SU Cuixia ZHANG Qian(Tianjin Key Laboratory of Modern Engineering Mechanics, Tianjin University, Tianjin 300072 China Railway Construction Heavy Industry Group Limited, Changsha 410100)

机构地区：[1]天津大学天津市现代工程力学重点实验室,天津300072 [2]中国铁建重工集团有限公司,长沙410100

出　　处：《机械工程学报》

基　　金：国家自然科学基金(11127202;11302146);国家高技术研究发展计划(863计划;2012AA041801)资助项目

年　　份：2016

卷　　号：52

期　　号：20

起止页码：76-82

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2014、CAS、CSA、CSA-PROQEUST、CSCD、CSCD2015_2016、EI(收录号：20170703354227)、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：提出一种基于力学分析的全断面岩石隧道掘进机(Tunnel boring machine,TBM)掘进装备总推力的预测建模方法。在TBM装备掘进过程中,总推力的影响因素多且复杂,主要包括施工地质条件、装备结构特征、装备掘进状态等几类核心参量。从分析装备与地质间相互作用的力学特征入手,通过求解滚刀与岩石接触弧线上岩石单元体的极限应力状态,建立能反映地质、操作等关键参量影响的刀盘破岩力计算表达式。在刀盘载荷分析基础上,补充考虑装备护盾、后续设备等部件上作用的载荷分量,建立TBM装备掘进总推力预测模型,并结合我国两个典型工程案例对所建模型进行分析与验证。进一步引入单位贯入度对应总推力值,作为讨论TBM载荷地质适应性的指标,近似剥离操作参数的影响,分析载荷与地质参数间的内在相关关系。分析结果表明,在各个地质参数中,单轴抗压强度是对掘进总推力起到核心影响的关键地质参数,与单位贯入度对应的总推力间存在近似的线性关系。本工作可对不同地质条件与不同操作状态下,TBM装备掘进总推力进行预估计算,为装备载荷的优化设计与智能控制提供参考依据。

关 键 词：预测模型  TBM 总推力  力学分析  地质适应性  

分 类 号：U455]