目前在我國地下工程建設(shè)的高潮中,盾構(gòu)法被使用的越來越多。盾構(gòu)法施工是一個多元素、多參數(shù)協(xié)同作用的過程,在盾構(gòu)法施工中尚且存在著很多未被掌握的規(guī)律,比如盾構(gòu)參數(shù)與地表沉降、圍護結(jié)構(gòu)變形等之間的關(guān)系。為了探明這些規(guī)律,目前較為直觀的方法是三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗,通過三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗探尋到一定的規(guī)律,通過嚴格的相似比轉(zhuǎn)化即可得到原型工程中的規(guī)律。本文以北京砂土地層為工程背景,以1:5的幾何比尺為研究基礎(chǔ),通過試驗研究及理論推導(dǎo)的方法,對盾構(gòu)機-地層相似系統(tǒng)進行了研究,包括模型相似材料配比試驗研究、模擬盾構(gòu)機的設(shè)計研究、以及盾構(gòu)施工相似研究等內(nèi)容。該研究讓三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗的盾構(gòu)機-地層相似系統(tǒng)理論更加完備,方便后續(xù)學(xué)者開展有關(guān)盾構(gòu)的模型試驗。研究取得的具體成果如下:1)通過量綱分析法和方程分析法推導(dǎo)出了相似系統(tǒng)中各相應(yīng)物理量的相似準則,根據(jù)1:5的相似比尺,分別計算出了地層和盾構(gòu)機的中各個原型和模型相對應(yīng)物理量的相似比尺;2)通過計算分析,闡釋了模擬盾構(gòu)機機身與地層接觸相似的內(nèi)容,總結(jié)出了模擬盾構(gòu)機掘進過程中推力計算的一般公式,并驗證了其準確性。該公式包含盾構(gòu)機參數(shù)以及模型地層參數(shù),很好... 

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 論文選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 模型試驗研究現(xiàn)狀
        1.2.2 模擬盾構(gòu)機-地層相似系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 相似材料研究現(xiàn)狀
        1.2.4 模擬盾構(gòu)機研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問題及本文研究內(nèi)容
        1.3.1 存在的問題
        1.3.2 研究內(nèi)容
    1.4 研究技術(shù)路線
    1.5 主要創(chuàng)新點
第2章 盾構(gòu)機-地層相似系統(tǒng)研究
    2.1 概述
    2.2 相似基本原理
        2.2.1 相似定理
        2.2.2 相似準則
    2.3 相似比尺的確定
        2.3.1 模型相似材料相似比尺
        2.3.2 模擬盾構(gòu)機相似比尺
    2.4 盾構(gòu)機-地層“動態(tài)相似”研究
        2.4.1 盾構(gòu)掘進施工過程簡述
        2.4.2 模擬盾構(gòu)機與地層相似系統(tǒng)研究
    2.5 本章小結(jié)
第3章 三維地質(zhì)力學(xué)模型試驗相似材料試驗研究
    3.1 概述
    3.2 相似材料試驗設(shè)計依據(jù)及材料選擇
        3.2.1 設(shè)計依據(jù)
        3.2.2 材料選擇
    3.3 配比試驗
        3.3.1 顆粒分析試驗
        3.3.2 模型相似材料配比
        3.3.3 直剪試驗
        3.3.4 快速固結(jié)試驗
    3.4 試驗結(jié)果匯總分析
        3.4.1 結(jié)果匯總
        3.4.2 配比材料選取
        3.4.3 影響因素
        3.4.4 配比試驗建議
    3.5 本章小結(jié)
第4章 模擬盾構(gòu)機及輔助設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)用研究
    4.1 概述
    4.2 盾構(gòu)機簡介
        4.2.1 盾構(gòu)機的基本情況
        4.2.2 土壓式盾構(gòu)機組成系統(tǒng)
    4.3 模擬盾構(gòu)機設(shè)計
        4.3.1 模擬盾構(gòu)機的基本要求
        4.3.2 模擬盾構(gòu)機設(shè)計依據(jù)
        4.3.3 模擬盾構(gòu)機主機設(shè)計及計算
    4.4 輔助設(shè)備設(shè)計
        4.4.1 出渣系統(tǒng)
        4.4.2 反力架
        4.4.3 始發(fā)和接收基座
        4.4.4 止退裝置
        4.4.5 洞門密封
        4.4.6 測量系統(tǒng)
        4.4.7 控制與操作平臺
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]盾構(gòu)無障礙始發(fā)施工力學(xué)行為研究[J]. 劉軍,南志領(lǐng),金鑫,王利民.  建筑技術(shù). 2018(11)
[2]軟巖流變相似材料的研制及物理模型試驗應(yīng)用[J]. 儲昭飛,劉保國,任大瑞,宋宇,馬強.  巖土力學(xué). 2019(06)
[3]高強度相似材料配比試驗研究[J]. 楊洪增,趙章,李玉寶.  煤礦安全. 2018(09)
[4]隧道大變形機制及處治關(guān)鍵技術(shù)模型試驗研究[J]. 楊忠民,高永濤,吳順川,周喻.  巖土力學(xué). 2018(12)
[5]地鐵建設(shè)對經(jīng)濟社會發(fā)展的影響與思考[J]. 陳文達.  交通與運輸. 2018(04)
[6]φ1.2 m微型盾構(gòu)試驗機機械結(jié)構(gòu)與液壓系統(tǒng)設(shè)計[J]. 周慶祥,郭京波,楊亮,張潮,張海東.  礦山機械. 2018(07)
[7]基于特征分離原則的大比例砂土類縮尺模型相似材料配比研究[J]. 蔡松林,闕云,李艷龍.  有色金屬(礦山部分). 2018(03)
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[10]盾構(gòu)地下主動接收施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 劉軍,馬云新,章良兵,張豫湘.  施工技術(shù). 2017(19)

博士論文
[1]盾構(gòu)法平行隧道施工引起的地面沉降及隧道相互影響機理與控制研究[D]. 張?zhí)炱?天津大學(xué) 2017
[2]多線疊交盾構(gòu)施工及列車荷載作用下既有隧道的變形控制研究[D]. 李磊.上海大學(xué) 2015

碩士論文
[1]盾構(gòu)無障礙始發(fā)與接收施工力學(xué)行為及施工工藝[D]. 金鑫.北京建筑大學(xué) 2017
[2]盾構(gòu)刀盤多小齒輪和大齒輪并聯(lián)傳動動力學(xué)分析[D]. 魏復(fù)超.湖南大學(xué) 2015
[3]從“土壤—機器”系統(tǒng)力學(xué)的角度探討振動壓路機的參數(shù)設(shè)計[D]. 童飛.同濟大學(xué) 2007



本文編號：3727422