【摘要】：TBM是集機電液光一體化的大型高技術(shù)工廠化復(fù)雜隧道施工作業(yè)裝備,目前已廣泛應(yīng)用在硬巖掘進隧道建設(shè)中。敞開式TBM因具有操作靈活、方便維護且能在推進過程中連續(xù)調(diào)整主機姿態(tài)等優(yōu)點,因此被廣泛運用在我國山體、城市隧道建設(shè)中。支撐推進機構(gòu)是TBM實現(xiàn)連續(xù)掘進作業(yè)的基礎(chǔ),撐靴作為支撐推進機構(gòu)中的關(guān)鍵構(gòu)件,在掘進中與隧洞內(nèi)壁貼合在一起,利用隧洞產(chǎn)生的支撐反力撐起整機推動刀盤向前掘進。針對撐靴與圍巖接觸不均所導(dǎo)致側(cè)壁撐不住、整機振動強烈、支撐不穩(wěn)及隧洞側(cè)壁坍塌等技術(shù)問題,通過建立兩種工作模式下?lián)窝ヅc圍巖接觸模型進行接觸均勻性仿真研究。本文研究以新型混聯(lián)式TBM試驗臺支撐推進機構(gòu)為基礎(chǔ),基于以上工程技術(shù)問題對撐靴與圍巖接觸均勻性研究做了如下工作:1.闡述了本論文課題研究背景、TBM施工特點及撐靴與圍巖接觸不均所導(dǎo)致工程技術(shù)問題,對TBM縮尺試驗臺、支撐推進機構(gòu)、接觸問題及圍巖研究現(xiàn)狀進行了綜述。2.列舉了新型TBM試驗臺所能采用的幾種工作模式,根據(jù)試驗臺三維模型,創(chuàng)建了成型隧洞圍巖與試驗臺整機之間力傳遞路徑,對整機及撐靴與圍巖接觸進行了受力分析。根據(jù)圍巖軸對稱力學(xué)模型,獲得撐靴及圍巖接觸面應(yīng)力、位移表達(dá)式。選取了兩種典型工作模式,即單一支撐工作模式及雙支撐穩(wěn)固工作模式,根據(jù)不同工作模式下?lián)窝ニ苤瓮七M載荷,分別創(chuàng)建了撐靴與圍巖接觸模型。3.將兩種工作模式下?lián)窝ヅc圍巖接觸用均勻性指標(biāo)進行評價。運用Abaqus軟件對兩種工作模式下?lián)窝ヅc圍巖接觸模型進行仿真分析,并對仿真數(shù)據(jù)進行處理,歸納了撐靴及圍巖接觸面應(yīng)力位移分布圖,圍巖接觸面關(guān)鍵結(jié)點應(yīng)力位移變化規(guī)律及均勻性變化曲線圖。分析發(fā)現(xiàn),兩接觸面徑向應(yīng)力、位移受支撐載荷影響較大,切向應(yīng)力、位移受推進載荷影響較大,得到了兩種工作模式下支撐推進最優(yōu)協(xié)同載荷,且撐靴兩推進液壓缸夾角α、β變化對撐靴與圍巖接觸均勻性幾乎無影響,為優(yōu)化支撐推進機構(gòu)提供了參考。4.基于兩種工作模式下圍巖接觸面應(yīng)力位移分布及均勻性變化,對兩種模式下?lián)窝ヅc圍巖接觸進行對比。分析發(fā)現(xiàn),在相同地質(zhì)巖層情況下,雙支撐穩(wěn)固工作模式下?lián)窝ヅc圍巖接觸比單一支撐工作模式更均勻。
【學(xué)位授予單位】：華東交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U455.43

【參考文獻】

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本文編號：2710654