[發(fā)明專利]上下分層地質(zhì)條件下盾構(gòu)刀盤俯仰彎矩的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110237149.8
• 申請(qǐng)日: 2011-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN102289588A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張茜;亢一瀾;蔡宗熙;仇巍;王燕群;黃田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 董一寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于盾構(gòu)機(jī)械施工技術(shù)，具體涉及一種在某種地質(zhì)條件下預(yù)測(cè)盾構(gòu)機(jī)刀盤俯仰彎矩的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著許多城市逐步發(fā)展地下交通建設(shè)，盾構(gòu)施工法作為一種暗挖隧道的工程方法，以其對(duì)周圍環(huán)境擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)被越來越廣泛的應(yīng)用于地鐵工程施工。在絕大多數(shù)隧道工程中，開挖面土體由于自然沉積等原因自上而下分為不同地質(zhì)層，并且由于土體的自重會(huì)引起土體壓力梯度隨著埋深的增大而逐漸加大。因此當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在上下分層地質(zhì)中掘進(jìn)時(shí)，由于刀盤前方待開挖土體的不均勻分布，以及沿埋深方向土體壓力梯度的逐漸增大，會(huì)引起盾構(gòu)的掘進(jìn)軌跡在深度方向發(fā)生向上或向下的偏移。為保證盾構(gòu)直線前進(jìn)，避免盾首抬起或俯下，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要給刀盤施加一個(gè)俯仰彎矩。目前，該彎矩的施加主要依靠盾構(gòu)機(jī)操縱人員的經(jīng)驗(yàn)，在掘進(jìn)過程中一旦發(fā)現(xiàn)盾首發(fā)生偏移，立即對(duì)彎矩進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)然就存在一定的滯后。特別是在某些地質(zhì)條件變化劇烈的施工段，由于缺乏預(yù)先的調(diào)整依據(jù)，常常會(huì)造成不必要的損失。因此，提出一種盾構(gòu)在上下分層地質(zhì)中掘進(jìn)時(shí)刀盤俯仰彎矩的計(jì)算方法，是盾構(gòu)施工領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提出一種盾構(gòu)在上下分層地質(zhì)條件中掘進(jìn)時(shí)刀盤俯仰彎矩的計(jì)算方法，為盾構(gòu)施工提供有效的參數(shù)調(diào)整依據(jù)。

本發(fā)明的計(jì)算方法分為以下三個(gè)步驟：

(1)判定開挖面地質(zhì)情況；

判定的開挖面地質(zhì)情況包括地質(zhì)工況1和地質(zhì)工況2兩種：工況1是指開挖面分上下兩個(gè)地質(zhì)層，上層地質(zhì)覆蓋深度小于刀盤半徑，下層地質(zhì)覆蓋深度大于刀盤半徑；工況2也是指開挖面分上下兩個(gè)地質(zhì)層，但上層地質(zhì)覆蓋深度大于刀盤半徑，而下層地質(zhì)覆蓋深度小于刀盤半徑。

(2)若屬于地質(zhì)分層工況1，則計(jì)算工況1下刀盤的俯仰彎矩M₁；

(3)若屬于地質(zhì)分層工況2，則計(jì)算工況2下刀盤的俯仰彎矩M₂；

具體計(jì)算式為：

M1=(1-η)[δπ(E11-μ12-E21-μ22)+K1γ1(4HR3π-R24)-K2γ2(4HR3π+R24)]]]>