本文選題：TBM + 豎向調(diào)向��； 參考：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：全斷面掘進(jìn)機(jī)(Tunnel Boring Machine,TBM)是實(shí)現(xiàn)巖石開挖、渣土運(yùn)輸、支護(hù)襯砌以及推進(jìn)換步等掘進(jìn)工作的大型工廠化隧道施工作業(yè)系統(tǒng)。TBM主要由刀盤切削系統(tǒng)、支撐推進(jìn)系統(tǒng)、姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)、渣料運(yùn)輸系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、通風(fēng)除塵系統(tǒng)、鉆錨支護(hù)系統(tǒng)等組成。工程圍巖的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)隧洞工程圍巖質(zhì)量評(píng)估、支護(hù)設(shè)計(jì)、TBM裝備研發(fā)制造有重要的指導(dǎo)意義,但是目前還沒有專門針對(duì)TBM施工的統(tǒng)一的圍巖分類方法,現(xiàn)有的分類方法要通過超前鉆探、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、地質(zhì)人員主觀判斷等手段,這個(gè)過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且有一定的主觀性、滯后性。豎向調(diào)向時(shí)巖土對(duì)刀盤反扭矩作用傳導(dǎo)到左右扭矩油缸,使其受載不均,但目前的豎向調(diào)向系統(tǒng)忽略了此影響,導(dǎo)致豎向調(diào)向精度較低,隧道開挖過程中易出現(xiàn)超挖、蛇行現(xiàn)象。故有必要提出新的圍巖分級(jí)方法,并設(shè)計(jì)高精度的調(diào)向系統(tǒng)。本課題在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)項(xiàng)目的資助下,對(duì)吉林中部引松供水工程施工數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,提出了基于掘進(jìn)參數(shù)的TBM巖土載荷特征分級(jí)及識(shí)別方法,帶角度閉環(huán)的豎向調(diào)向策略,設(shè)計(jì)了直徑2.5m的TBM支撐推進(jìn)換步實(shí)驗(yàn)臺(tái),具備了模擬不同巖土載荷及模擬TBM姿態(tài)調(diào)整的能力。本論文的主要研究工作如下:1、基于施工現(xiàn)場(chǎng)傳回的4.2萬組數(shù)據(jù),對(duì)刀盤總推力、貫入度、刀盤扭矩、撐靴油缸大腔壓力、左右撐靴位移、左右撐靴位移之差與和、推進(jìn)速度等單一因素的掘進(jìn)參數(shù)在不同圍巖中的變化進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)一段時(shí)間內(nèi)刀盤總推力的最大值與圍巖類別正相關(guān),單一因素的刀盤扭矩隨圍巖類別變化規(guī)律不明顯,貫入度隨著圍巖變化波動(dòng)很大,可以反映出圍巖的變化趨勢(shì),左右撐靴位移與圍巖類別關(guān)系未顯現(xiàn)出來。2、對(duì)TBM掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行二次變換,定義了場(chǎng)切深指數(shù)和扭矩切深指數(shù),場(chǎng)切深指數(shù)在一定程度上可以反映巖土載荷特征,但是類別之間有少量交叉,定義了 TBM巖土載荷特征值,提出對(duì)巖土載荷分級(jí)方法,采用多元回歸求解待定系數(shù),采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)巖土載荷特征值進(jìn)行識(shí)別,取得了較好的效果。3、現(xiàn)有的豎向調(diào)向系統(tǒng),由于圍巖對(duì)刀盤的反作用力,反扭矩傳導(dǎo)到主梁,使左右扭矩缸產(chǎn)生位移偏差,可能造成主梁側(cè)滾。設(shè)計(jì)了一種高精度的豎向調(diào)向液壓系統(tǒng),提出了帶有角度閉環(huán)和扭矩缸同步控制策略,保證左右扭矩缸的位移同步控制精度。采用AMEsim和Simulink聯(lián)合仿真發(fā)現(xiàn),該策略可以減小現(xiàn)有調(diào)向系統(tǒng)左右扭矩缸的位移偏差,提高俯仰角調(diào)向精度。4、設(shè)計(jì)了直徑2.5m的TBM支撐推進(jìn)換步實(shí)驗(yàn)臺(tái)液壓系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)計(jì)了扭矩負(fù)載模擬系統(tǒng),推力負(fù)載模擬系統(tǒng),刀盤約束模擬系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)不同巖土載荷的模擬。針對(duì)扭矩負(fù)載模擬發(fā)熱量大進(jìn)行了冷卻器的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了帶壓力補(bǔ)償和平衡閥的豎向調(diào)向系統(tǒng)。完成了實(shí)驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括硬件組成,PLC程序設(shè)計(jì),人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)等。
[Abstract]:This paper presents a new method for classification and identification of rock mass in the middle of Jilin Province . It is necessary to provide a new classification method of surrounding rock and to design a high - precision alignment system . This paper designs a high - precision vertical alignment system , which can reduce the displacement deviation of the left and right torque cylinders and improve the accuracy of the displacement synchronization of the left and right torque cylinders .
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U455.31

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張春草;張劍波;朱國(guó)力;;基于多傳感器融合的TBM姿態(tài)角測(cè)量方法[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年12期

2 張振;龔國(guó)芳;吳偉強(qiáng);劉統(tǒng);饒?jiān)埔?周建軍;;硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)姿態(tài)自適應(yīng)控制[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2015年10期

3 王攀;郭偉;朱殿華;;基于模糊聚類理論的TBM施工圍巖可掘進(jìn)性分級(jí)預(yù)測(cè)模型[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2014年06期

4 申艷軍;徐光黎;宋勝武;李志鵬;馮學(xué)敏;董家興;;高地應(yīng)力區(qū)水電工程圍巖分類法系統(tǒng)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2014年11期

5 李術(shù)才;劉斌;孫懷鳳;聶利超;鐘世航;蘇茂鑫;李貅;許振浩;;隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報(bào)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2014年06期

6 徐尤南;黃瑋;陳淑平;黃林昕;許心亮;鄧文強(qiáng);;TBM推進(jìn)機(jī)構(gòu)位姿誤差分析[J];機(jī)床與液壓;2013年21期

7 賈文華;殷晨波;曹東輝;;基于AMESim/MATLAB的液壓換向閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)床與液壓;2013年15期

8 祁生文;伍法權(quán);;基于模糊數(shù)學(xué)的TBM施工巖體質(zhì)量分級(jí)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2011年06期

9 朱北斗;龔國(guó)芳;周如林;劉國(guó)斌;;基于盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)地層識(shí)別[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2011年05期

10 邢彤;趙陽;;盾構(gòu)掘進(jìn)土層識(shí)別及刀盤轉(zhuǎn)速控制策略研究[J];浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2010年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 王林濤;盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2014年

2 蘇利軍;深埋軟巖隧洞雙護(hù)盾TBM施工圍巖穩(wěn)定控制理論與技術(shù)[D];武漢大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 張振;TBM姿態(tài)控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 饒?jiān)埔?單對(duì)水平支撐TBM支撐推進(jìn)協(xié)調(diào)性研究[D];浙江大學(xué);2016年

3 汪宇亮;基于AMESim的工程機(jī)械液壓系統(tǒng)故障仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

4 段小明;盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的自動(dòng)軌跡跟蹤控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

5 楊霞;盾構(gòu)機(jī)軌跡跟蹤控制的研究[D];大連理工大學(xué);2009年

6 周賽群;全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2008年

7 尹俊濤;與TBM相關(guān)的主要工程地質(zhì)問題研究[D];中南大學(xué);2005年

8 周小宏;TBM施工隧洞中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)研究[D];武漢大學(xué);2005年

9 劉明月;秦嶺隧道全斷面掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)狀況識(shí)別分析研究[D];西南交通大學(xué);2002年

，

本文編號(hào)：2088903