盾构刀盘的有限元仿真分析研究 被引量：16

1

作者 刘义 李济顺 +1 位作者 陈国定 薛玉君 《矿山机械》 北大核心 2008年第17期31-33,共3页

针对盾构刀盘的结构特点,采用有限元分析软件 ANSYS 建立有限元计算模型,并对其进行了静力分析,得出了刀盘结构的位移、应力和应变云图,以及结构的强度薄弱环节,并据此提出了相应的修改方案;通过模态分析,得到了结构的前十阶模态的固有... 针对盾构刀盘的结构特点,采用有限元分析软件 ANSYS 建立有限元计算模型,并对其进行了静力分析,得出了刀盘结构的位移、应力和应变云图,以及结构的强度薄弱环节,并据此提出了相应的修改方案;通过模态分析,得到了结构的前十阶模态的固有频率及相应振型。结果显示出刀盘各部分振动的强弱分布及抗振薄弱区,揭示了不同频率范围内结构振动模态的特性,为刀盘的动态响应分析提供必要的参考。 展开更多

关键词 盾构刀盘 有限元法 模态分析 结构

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盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基室内试验研究 被引量：16

2

作者 许华国 陈馈 孙振川 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第1期35-42,共8页

针对盾构穿越钢筋混凝土桩基的工程难题,开展盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基的室内试验,设计全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀直接切削钢筋混凝土桩基的各6组掘进试验方案。通过对切削桩基效果、钢筋破坏形态、刀盘振动特性及刀具损伤形式进行统... 针对盾构穿越钢筋混凝土桩基的工程难题,开展盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基的室内试验,设计全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀直接切削钢筋混凝土桩基的各6组掘进试验方案。通过对切削桩基效果、钢筋破坏形态、刀盘振动特性及刀具损伤形式进行统计分析,揭示全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀2种刀具对钢筋混凝土桩基的切削原理,并进一步评价滚刀和撕裂刀切削混凝土桩基的优缺点。结合不同掘进参数下盾构刀盘推力、转矩的变化情况,提出盾构刀盘直接切削钢筋混凝土桩基的滚刀和撕裂刀高低组合配置方案以及合理掘进参数。通过以色列地铁项目验证了该方案能有效将钢筋完全切断切短,有利于钢筋直接通过螺旋输送机排出,可提高施工效率和避免开舱处理钢筋风险。 展开更多

关键词 盾构刀盘 切削钢筋混凝土桩基 室内试验 滚刀 撕裂刀 掘进参数 刀具高低组合配置

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盾构刀盘洞内维修实例及评议 被引量：9

3

作者 蒙先君 章龙管 阳晓玲 《现代隧道技术》 EI 2004年第5期65-72,共8页

文章以深圳地铁四号线福民路站—会展中心站区间施工过程中一次刀盘维修为例 ,简单介绍了盾构刀盘洞内维修的思路和方法 。

关键词 盾构刀盘 洞内维修 评议

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盾构机刀盘变形的修复技术 被引量：11

4

作者 钟志强 《隧道建设》 2010年第5期612-615,620,共5页

主要通过介绍三菱1639#盾构机刀盘变形修复实例,探讨在具备修复空间及技术经济比较合理的情况下,进行刀盘修复时的整体变形控制、外圈环板更换、辅筋板更换及矫正、主筋板矫正以及刀箱矫正定位等技术,总结出大面积变形刀盘的修复关键在... 主要通过介绍三菱1639#盾构机刀盘变形修复实例,探讨在具备修复空间及技术经济比较合理的情况下,进行刀盘修复时的整体变形控制、外圈环板更换、辅筋板更换及矫正、主筋板矫正以及刀箱矫正定位等技术,总结出大面积变形刀盘的修复关键在于控制已变形区域的扩大,为盾构机刀盘修复积累了经验,提供了实例借鉴和解决思路。 展开更多

关键词 盾构机刀盘 变形修复 外圈环板 辅筋板 主筋板 刀箱

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多冷媒联合冻结技术在盾构抢险中的应用 被引量：1

5

作者 董涛 廖先斌 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第S01期381-386,共6页

为解决地层冻结加固工程加固时间长、加固效果不足的问题,提出多冷媒联合制冷的新型技术,并以珠江三角洲水资源配置某盾构刀盘更换工程为案例背景,对液氮+盐水双冷媒联合冻结方案进行介绍。从地质条件、方案设计、数值计算验证和应用效... 为解决地层冻结加固工程加固时间长、加固效果不足的问题,提出多冷媒联合制冷的新型技术,并以珠江三角洲水资源配置某盾构刀盘更换工程为案例背景,对液氮+盐水双冷媒联合冻结方案进行介绍。从地质条件、方案设计、数值计算验证和应用效果等方面入手,对多冷媒联合冻结技术的可行性进行分析。主要结论如下:1)液氮冻结速度快但均匀性欠佳,盐水冻结速度慢但均匀性较好,二者联合冻结可以有效完成高风险地层中的盾构开舱换刀;2)液氮冻结会造成掌子面工作环境温度偏低,本案例中开挖掌子面温度低于-40℃,环境温度约-13℃,作业人员应注意低温防护;3)为保证施工效率,盾构换刀冻结工程施工应在冻结壁交圈后及时清空土舱泥浆,防止泥浆冻结。 展开更多

关键词 多冷媒联合冻结 盾构开舱 盾构刀盘 液氮冻结 盐水冻结

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基于粗糙集与BP神经网络的盾构机刀盘故障预测 被引量：5

6

作者 韩辉 高祥 +1 位作者 张伟 陈茂双 《矿山机械》 2017年第10期7-12,共6页

为实现对盾构机刀盘的故障预测,提出一种基于粗糙集理论与BP神经网络相结合的盾构机刀盘故障预测法。首先应用粗糙集理论的基于动态层次聚类的离散化算法对刀盘历史数据离散化处理,然后利用改进的基于差别函数的属性约简算法约简决策表... 为实现对盾构机刀盘的故障预测,提出一种基于粗糙集理论与BP神经网络相结合的盾构机刀盘故障预测法。首先应用粗糙集理论的基于动态层次聚类的离散化算法对刀盘历史数据离散化处理,然后利用改进的基于差别函数的属性约简算法约简决策表,将冗余属性从决策表中删除,把经过约简的数据作为输入端输入BP神经网络,构建故障预测模型,最后以盾构机刀盘故障预测为例进行试验验证。结果表明,该模型能有效缩短训练时间,提高预测效率,具有较高的预测精度,在实际工程应用中具有良好的应用价值。 展开更多

关键词 粗糙集 BP神经网络 盾构机刀盘 属性约简 故障预测

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黏性地层盾构刀盘泥饼崩解特性试验研究 被引量：5

7

作者 魏力峰 叶来宾 +2 位作者 黄际政 刘鹏程 方勇 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2022年第2期275-282,共8页

为研究分散剂溶液浸泡的泥饼处理方法的有效性以及刀盘泥饼的崩解特性,取深圳市轨道交通13号线留白区间软岩段破除下的原状泥饼制成尺寸不同的若干试样,利用自行改进的崩解仪,对不同试验条件下的泥饼试样进行室内崩解试验,分析分散剂溶... 为研究分散剂溶液浸泡的泥饼处理方法的有效性以及刀盘泥饼的崩解特性,取深圳市轨道交通13号线留白区间软岩段破除下的原状泥饼制成尺寸不同的若干试样,利用自行改进的崩解仪,对不同试验条件下的泥饼试样进行室内崩解试验,分析分散剂溶液、溶液体积分数、泥饼尺寸、初始含水率、干湿循环等因素对泥饼崩解特性的影响规律。试验结果表明:1)泥饼崩解现象主要经历崩解开始—崩解发展—崩解稳定3个阶段;2)分散剂溶液对刀盘泥饼的作用影响存在适应性差异,且与溶液体积分数相关,崩解促进作用对应的溶液体积分数存在阈值;3)泥饼形成规模与其分散处理难易程度直接相关;4)初始含水率对刀盘泥饼的崩解特性影响显著,对于含水率较高的地层,建议结合现场应用效果,采取必要措施,将刀盘泥饼含水率降至5%及以下,以提高泥饼处理效率;5)干湿循环会加速刀盘泥饼内部结构破坏,一般经历3次干湿循环作用,泥饼处理难度会有所降低。 展开更多

关键词 盾构刀盘 泥饼 室内崩解试验 分散剂溶液 泥饼尺寸 初始含水率 干湿循环

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预热温度对盾构刀盘堆焊组织和性能的影响 被引量：2

8

作者 吴奇隆 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第8期1154-1159,共6页

为解决大直径刀盘拼装焊接后残余应力大、产生延迟裂纹的问题,提出通过控制预热温度提高堆焊质量的方案。试验采用自保护药芯焊丝对盾构刀盘使用的Q345R材料进行堆焊,分别研究预热温度为50、100、150、200℃时堆焊组织和性能的变化。结... 为解决大直径刀盘拼装焊接后残余应力大、产生延迟裂纹的问题,提出通过控制预热温度提高堆焊质量的方案。试验采用自保护药芯焊丝对盾构刀盘使用的Q345R材料进行堆焊,分别研究预热温度为50、100、150、200℃时堆焊组织和性能的变化。结果表明:经过100℃预热后,残余应力最小,冲击韧性最好,显微硬度梯度变化幅度最小,综合力学性能最佳。将试验得出的结论用于指导刀盘堆焊时预热温度的选取,证明通过选取合适的预热温度,刀盘焊接后UT探伤结果一次合格率达到100%,在实际应用中取得了良好的效果。 展开更多

关键词 盾构刀盘 堆焊 刀盘修复 预热温度 残余应力 延迟裂纹

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一种基于载荷特征预测的盾构机刀盘节能驱动技术（英文） 被引量：2

9

作者 Xu YANG Guo-fang GONG +2 位作者 Hua-yong YANG Lian-hui JIA Qun-wei YING 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第5期418-426,共9页

目的:实现盾构机刀盘载荷特征预测,并将预测结果应用于刀盘驱动系统的能耗优化控制。方法:1.采用基于小波变换的灰色模型WGM(1,1)对盾构机刀盘载荷特征进行预测;2.基于该预测方法,设计刀盘模式控制策略(CMCS),实现刀盘驱动系统的能耗优... 目的:实现盾构机刀盘载荷特征预测,并将预测结果应用于刀盘驱动系统的能耗优化控制。方法:1.采用基于小波变换的灰色模型WGM(1,1)对盾构机刀盘载荷特征进行预测;2.基于该预测方法,设计刀盘模式控制策略(CMCS),实现刀盘驱动系统的能耗优化控制。结论:1.相对传统灰色模型GM(1,1),基于小波变换的灰色模型WGM(1,1)可更加精确地预测盾构机刀盘载荷特征,是一种更加有效的载荷特征预测方法;2.改变电动机定子接线方式是一种简单有效的提升刀盘系统效率的方法;3.刀盘模式控制策略不仅可以为操作者提供操作建议,而且可以通过优化电机定子接线方式,降低刀盘在低载荷下的能量消耗,提升刀盘驱动系统的效率。 展开更多

关键词 盾构机刀盘 驱动系统 载荷特征预测 刀盘模式控制策略

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盾构刀盘偏置中心刀对刀盘推力和扭矩的影响 被引量：2

10

作者 冷冬梅 蔡宗熙 +1 位作者 王燕群 侯振德 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1776-1783,共8页

盾构机是地下工程中的典型掘进装备,具有结构复杂、体积庞大、重型巨载等特点。刀盘载荷是装备的核心力学参量,实现刀盘载荷的合理计算是装备正向设计的理论基础,也是不同地质情况隧道施工中载荷控制的重要科学依据。盾构刀盘中心刀结... 盾构机是地下工程中的典型掘进装备,具有结构复杂、体积庞大、重型巨载等特点。刀盘载荷是装备的核心力学参量,实现刀盘载荷的合理计算是装备正向设计的理论基础,也是不同地质情况隧道施工中载荷控制的重要科学依据。盾构刀盘中心刀结构在掘进过程中承受很大比重的轴向载荷,为了进一步分析中心刀结构的改变对刀盘载荷的影响,采用数值仿真方法与模型试验方法对盾构刀盘与土体的相互作用进行了研究,得到了刀盘法向和切向切削载荷空间分布规律以及掘进过程中刀盘总推力和扭矩随掘进时间的变化规律,重点分析了偏置中心刀结构对刀盘推力和扭矩的影响。对比几种不同的中心刀结构,研究表明,偏置中心刀结构刀盘的总推力与总扭矩小于鱼尾中心刀结构刀盘的总推力与总扭矩。刀盘模型试验结果与数值仿真结果趋势一致。从载荷角度考虑,偏置中心刀刀盘优于鱼尾中心刀刀盘。该研究结果可为新型刀盘结构设计提供参考。 展开更多

关键词 盾构刀盘 偏置中心刀 总推力 总扭矩 数值模拟 模型试验

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盾构刀盘结泥饼问题相关研究

11

作者 李宗阳 尹鑫晟 《低温建筑技术》 2023年第9期49-52,57,共5页

盾构掘进时刀盘结泥饼是工程界不可忽略的世界性难题。为了解泥饼形成机制和不同因素对其影响,针对泥饼成因和泥饼防治进行总结。文中通过总结国内外学者关于刀盘结泥饼问题的成果,和对国内外关于泥饼成因、防治和处置的研究动态和研究... 盾构掘进时刀盘结泥饼是工程界不可忽略的世界性难题。为了解泥饼形成机制和不同因素对其影响,针对泥饼成因和泥饼防治进行总结。文中通过总结国内外学者关于刀盘结泥饼问题的成果,和对国内外关于泥饼成因、防治和处置的研究动态和研究方法。从液相迁移和“固体桥”的微观角度对泥饼形成机制进行解释,讨论了现有泥饼防治技术及其应用情况,泥饼处置的相关研究。在对关键问题分析的基础上,总结了已有研究的思路和方法及存在的局限性。展望了盾构穿越黏土地层结泥饼问题的发展方向,指出了复合地层结泥饼问题将会是未来研究的重点,提出了孔隙比在直剪试验中的重要性。 展开更多

关键词 盾构隧道 盾构刀盘 黏土地层

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基于虚拟样机技术的盾构刀盘试制系统

12

作者 王强 石玉环 石玉萍 《煤矿机电》 2008年第4期4-6,共3页

应用CAD/CAE软件Pro/E、ANSYS、ADAMS对盾构刀盘进行三维实体建模、虚拟装配、有限元受力分析、动态性能仿真以及建立可视化刀盘库。盾构刀盘虚拟样机试制系统将为我国盾构掘进机刀盘的设计、制造提供崭新的计算机平台。

关键词 盾构刀盘 有限元分析 动力学仿真分析 虚拟样机 刀具库

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大直径泥水盾构常压换刀刀盘制造监理质量控制要点 被引量：5

13

作者 张红耀 《设备监理》 2017年第4期11-15,共5页

本文以某项目大直径泥水盾构机常压换刀刀盘的制造监理过程为例,详细阐述了大直径泥水盾构机常压换刀刀盘制造监理的质量控制要点、监理的工作方法和验收原则等,为掘进机制造监理工作者提供借鉴。

关键词 泥水盾构常压换刀刀盘 制造监理 质量控制点

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斜井盾构栽头及推力配置研究 被引量：2

14

作者 陈明 管会生 谢友慧 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期88-94,共7页

斜井盾构栽头是盾构下坡掘进中出现的不良姿态,其栽头程度直接影响斜井隧道的成型质量。目前国内对于斜井盾构栽头问题研究较少,且缺乏可用于描述斜井盾构栽头的模型。此外,采用推进系统进行斜井盾构栽头调整,其推力配置主要依据人工经... 斜井盾构栽头是盾构下坡掘进中出现的不良姿态,其栽头程度直接影响斜井隧道的成型质量。目前国内对于斜井盾构栽头问题研究较少,且缺乏可用于描述斜井盾构栽头的模型。此外,采用推进系统进行斜井盾构栽头调整,其推力配置主要依据人工经验,存在一定的盲目性。鉴于此,文章以内蒙古新街台格庙盾构煤矿斜井为工程背景,从盾首盾尾沉降量不一致的角度出发,建立了可用于描述斜井盾构栽头的地基反力分布模型,研究了推进系统推力配置与斜井盾构栽头程度之间的关系,获得了推进系统的临界推力配置方案。该初步研究成果可为斜井盾构栽头问题的后续研究提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 斜井 盾构栽头 地基反力 分布模型 推力配置指标 临界推力 配置方案

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不截流条件下长距离穿湖盾构的选型及控制参数研究 被引量：11

15

作者 汪波 孔恒 +2 位作者 张稳军 郭彩霞 史磊磊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第S1期316-320,共5页

湖底富水砂砾黏土地层具有水压高、渗水性强、地下水径流通畅和补给迅速以及自稳能力较差、卵石粒径大等特点,盾构在不截流条件下长距离和小半径曲线穿湖施工常面临由于大粒径卵石排除困难、刀盘和刀具磨损严重、盾构机卡壳、管片损伤... 湖底富水砂砾黏土地层具有水压高、渗水性强、地下水径流通畅和补给迅速以及自稳能力较差、卵石粒径大等特点,盾构在不截流条件下长距离和小半径曲线穿湖施工常面临由于大粒径卵石排除困难、刀盘和刀具磨损严重、盾构机卡壳、管片损伤、地层扰动造成的塑性区隆沉开裂和贯通、停机进行刀盘刀具更换或修复难度大等风险。本文以北京地铁14号线盾构隧道下穿朝阳公园北湖和南湖工程为背景,对盾构机选型中的外径、刀盘开口率、刀具磨损量、刀盘扭矩和排土量等重要参数进行了计算分析和合理性验证。同时提出了辐条式土压平衡盾构在富水砂砾黏土地层中长距离下穿湖泊的合理掘进参数和相关控制措施,并通过井下监控和地面监控实时跟踪盾构机掘进姿态来保证盾构顺利掘进。最后工程实践表明辐条式土压平衡盾构在富水砂砾黏土地层应用可行。 展开更多

关键词 富水砂砾黏土地层 辐条式土压平衡盾构 盾构机选型 掘进控制

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盾构机刀盘泥饼性能及机械臂攀附试验研究

16

作者 孙庆 王志云 +3 位作者 邢朋飞 冯文强 杨兴东 丁勇 《低温建筑技术》 2024年第3期121-124,共4页

由于泥饼的长期附着,盾构机刀盘和刀具工作负荷会逐渐增加,该状况常常使掘进参数出现突变,大大降低施工效率。盾构机泥饼人工清理困难。文中通过对试验室环境下制备泥饼的形成过程和机理进行分析,并对泥饼的物理性能进行测试。通过微型... 由于泥饼的长期附着,盾构机刀盘和刀具工作负荷会逐渐增加,该状况常常使掘进参数出现突变,大大降低施工效率。盾构机泥饼人工清理困难。文中通过对试验室环境下制备泥饼的形成过程和机理进行分析,并对泥饼的物理性能进行测试。通过微型十字板剪切仪、固结试验及机械手臂对泥饼攀附试验研究了胶结强度对其力学性能的影响。研究发现泥饼式样呈现出中压缩性,初始胶结强度影响泥饼式样在剪切过程中的剪胀性,影响着泥饼的抗剪强度。泥饼式样的抗剪强度为85kPa时,机械手臂能够攀附在泥饼表面。因此爪尖数量的增加以及泥饼抗剪强度的提高,能够有效提高机械臂的攀附状态,进一步为机械手臂搭载清淤装备攀附泥饼提供了力学依据。 展开更多

关键词 盾构机刀盘泥饼 机械臂攀附 初始胶凝强度

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关联规则挖掘驱动的盾构机刀盘健康评估方法 被引量：2

17

作者 刘尧 陈改革 +2 位作者 刘振国 孔宪光 常建涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1326-1334,1342,共10页

传统机理建模研究与实际施工环境误差较大,而数据驱动建模多采用黑箱模型,不利于知识发现与理解,为此提出一种基于知识挖掘的盾构机刀盘健康评估方法。针对盾构掘进数据维数众多、海量异构、强噪声干扰等特点,结合盾构掘进领域知识与机... 传统机理建模研究与实际施工环境误差较大,而数据驱动建模多采用黑箱模型,不利于知识发现与理解,为此提出一种基于知识挖掘的盾构机刀盘健康评估方法。针对盾构掘进数据维数众多、海量异构、强噪声干扰等特点,结合盾构掘进领域知识与机器学习算法提出针对性的数据预处理、特征筛选以及连续特征离散化方法,以此建立知识挖掘数据集。在此基础上,利用关联规则挖掘算法提取关键特征与不同刀盘健康状态之间的映射关系,采用融合可靠度、完整度与简洁度的综合评价指标适应度准则对原始规则进行评价排序,最终实现盾构机刀盘健康评估。基于厦门地铁3号线某掘进区间的实际工程数据对所提方法进行了应用验证。研究结果表明,所挖掘的知识规则与实际数据分布具有良好的吻合度(平均值93%以上),验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 盾构机刀盘 健康评估 关联规则 数据挖掘 知识挖掘

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盾构机分类与构造概述 被引量：3

18

作者 任洁 高丙欢 刘国威 《现代制造技术与装备》 2018年第9期151-153,共3页

在隧道工程建设中,越来越多工程建设单位选择盾构法施工,盾构机被广泛应用于铁路、地铁、公路、市政、水电隧道等工程。基于此,分析了盾构机在国内外的发展状况,并描述了盾构机的类型,确定针对不同施工环境选择合适的盾构机类型的方法;... 在隧道工程建设中,越来越多工程建设单位选择盾构法施工,盾构机被广泛应用于铁路、地铁、公路、市政、水电隧道等工程。基于此,分析了盾构机在国内外的发展状况,并描述了盾构机的类型,确定针对不同施工环境选择合适的盾构机类型的方法;对盾构机的主要组成部分做了进一步分类与说明,以加强对盾构机的认识。 展开更多

关键词 盾构机 盾体 刀盘 螺旋输送机

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太原地铁盾构施工刀盘地质适应性分析 被引量：1

19

作者 刘建文 《山西建筑》 2018年第24期147-149,共3页

依照太原地铁一号线施工项目地质构造特点,对工程施工中选用的NFM盾构刀盘进行了相应分析,针对盾构刀盘改造前后的地质适应进行对比分析,提出了适用于太原地质构造的盾构刀盘设计特点,对于提高太原地铁盾构施工技术有一定的促进作用。

关键词 土压力平衡 盾构机刀盘 地质适应性 太原地铁

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砂质板岩地层下小断面盾构刀盘结构设计方法

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作者 刘正华 陈辰 《装备制造技术》 2021年第4期59-64,共6页

刀盘设计合理性与地质适应性是盾构机顺利施工的前提,结合砂质板岩地层条件、刀盘结构及刀盘载荷计算模型对中国石化新疆煤制天然气外输管道(新粤浙)穿越长江隧道工程中所用盾构机刀盘进行结构设计,考虑刀高差影响,忽略刮刀对刀盘载荷影... 刀盘设计合理性与地质适应性是盾构机顺利施工的前提,结合砂质板岩地层条件、刀盘结构及刀盘载荷计算模型对中国石化新疆煤制天然气外输管道(新粤浙)穿越长江隧道工程中所用盾构机刀盘进行结构设计,考虑刀高差影响,忽略刮刀对刀盘载荷影响,获得刀盘推力及转矩,并与工程实测数据进行对比,结果吻合度较高,证明所用载荷计算方法具有较高准确性。建立刀盘有限元模型,对刀盘进行静力学分析,由静力学分析结果:最大应力为189.5 MPa,出现在在刀盘面板与支撑环连接处;最大变形量为1.7545 mm,出现在刀盘中心双联滚刀安装区域,可知刀盘力学性能满足要求。研究结果可为砂质板岩地层盾构刀盘设计提供一定参考。 展开更多

关键词 盾构刀盘 砂质板岩 结构设计 载荷计算 力学分析

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