本文關(guān)鍵詞：隧道銑挖法銑挖參數(shù)及施工振動(dòng)數(shù)值模擬研究

  更多相關(guān)文章： 銑挖法 機(jī)械開挖 銑挖參數(shù) 比能耗 振動(dòng)響應(yīng) LS-DYNA 數(shù)值模擬

【摘要】：當(dāng)前,我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)處在快速發(fā)展時(shí)期,尤其是高速鐵路和城市軌道交通建設(shè)規(guī)�？涨褒嫶蟆＿@就要求隧道施工技術(shù)能適應(yīng)復(fù)雜多變的工程地質(zhì)條件和環(huán)境約束條件。為了滿足隧道穿越敏感建筑、既有交通設(shè)施、管線等的安全需求和環(huán)境要求,需要一種微擾動(dòng)的施工方法。裝配式銑挖機(jī)自2002年被引入中國(guó),在國(guó)內(nèi)交通隧道修建中應(yīng)用還不多,具有經(jīng)濟(jì)、靈活、擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn),特別適合對(duì)圍巖變形、地表沉降和振動(dòng)有嚴(yán)格控制要求的不能使用鉆爆法的軟弱地層中。本文借助LS-DYNA動(dòng)力有限元軟件對(duì)銑挖過程進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)合文獻(xiàn)調(diào)查對(duì)銑挖參數(shù)和隧道銑挖過程振動(dòng)響應(yīng)兩方面進(jìn)行研究。運(yùn)用比能耗,截割阻力,波動(dòng)系數(shù)等指標(biāo)對(duì)同一圍巖條件下不同銑挖工況參數(shù)(吃刀深度,截割厚度,銑挖方式、截割速度)和不同圍巖條件(摩擦角、粘聚力、破壞強(qiáng)度)進(jìn)行了銑挖參數(shù)變化規(guī)律的分析,同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工資料提出了銑挖法施工銑挖參數(shù)選擇和適用性的建議。在總結(jié)國(guó)內(nèi)外振動(dòng)規(guī)范的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)《爆破安全規(guī)程》對(duì)銑挖法和鉆爆法施工的峰值振動(dòng)速度規(guī)律進(jìn)行對(duì)比,得出銑挖法施工控制周邊振動(dòng)優(yōu)于鉆爆法,對(duì)周邊結(jié)構(gòu)影響更小的結(jié)論。結(jié)合美國(guó)《軌道交通環(huán)境振動(dòng)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》規(guī)范,運(yùn)用速度有效值指標(biāo)對(duì)銑挖法引起的地表振動(dòng)在不同埋深,銑挖擺動(dòng)速度,圍巖條件下的振動(dòng)級(jí)變化規(guī)律進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：銑挖法 機(jī)械開挖 銑挖參數(shù) 比能耗 振動(dòng)響應(yīng) LS-DYNA 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 研究背景和意義11-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 銑挖法施工經(jīng)驗(yàn)研總結(jié)究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 機(jī)械破巖理論與刀具優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀16
• 1.2.3 隧道施工振動(dòng)研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3 主要研究?jī)?nèi)容及研究方法20-22
• 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容20
• 1.3.2 研究方法和技術(shù)路線20-22
• 第2章 理論與方法22-34
• 2.1 LS-DYNA軟件簡(jiǎn)介22
• 2.2 LS-DYNA顯式算法研究22-29
• 2.2.1 控制方程和空間有限元離散化22-25
• 2.2.2 顯示時(shí)間積分算法25-26
• 2.2.3 時(shí)間步控制26-27
• 2.2.4 單點(diǎn)高斯積分與沙漏控制27-28
• 2.2.5 顯式算法與隱式算法的比較28-29
• 2.3 接觸算法29-32
• 2.4 無反射邊界32-33
• 2.5 縮短計(jì)算時(shí)間技術(shù)33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 銑挖法銑挖參數(shù)研究34-60
• 3.1 工程概況34
• 3.2 銑挖頭破巖數(shù)值模擬求解步驟34-41
• 3.2.1 實(shí)體模型的建立34-36
• 3.2.2 材料設(shè)置和網(wǎng)格劃分36-38
• 3.2.3 接觸設(shè)置38-39
• 3.2.4 邊界條件與加載39
• 3.2.5 沙漏控制39
• 3.2.6 求解控制39-40
• 3.2.7 LS-DYNA求解可靠性驗(yàn)證40-41
• 3.3 銑挖頭工況參數(shù)的研究41-54
• 3.3.1 不同吃刀深度結(jié)果分析43-48
• 3.3.2 不同截割厚度結(jié)果分析48-50
• 3.3.3 不同截割速度結(jié)果分析50-51
• 3.3.4 不同截割方式結(jié)果分析51-54
• 3.4 圍巖條件對(duì)銑挖過程影響的研究54-58
• 3.4.1 不同內(nèi)摩擦角結(jié)果分析54-55
• 3.4.2 不同粘聚力結(jié)果分析55-56
• 3.4.3 不同破壞強(qiáng)度指標(biāo)結(jié)果分析56-58
• 3.5 本章小結(jié)58-60
• 第4章 銑挖法施工振動(dòng)效應(yīng)研究60-86
• 4.1 振動(dòng)的評(píng)價(jià)60-65
• 4.1.1 評(píng)價(jià)振動(dòng)的指標(biāo)60
• 4.1.2 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)60-62
• 4.1.3 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)62-63
• 4.1.4 英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)63-64
• 4.1.5 德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)64
• 4.1.6 瑞士標(biāo)準(zhǔn)64-65
• 4.1.7 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的選擇65
• 4.2 模型介紹65-68
• 4.2.1 計(jì)算模型確定65-67
• 4.2.2 初始應(yīng)力67
• 4.2.3 阻尼設(shè)置67-68
• 4.3 銑挖法與鉆爆法振動(dòng)對(duì)比68-80
• 4.3.1 隧道爆破模擬方法68-70
• 4.3.2 結(jié)果分析70-80
• 4.4 銑挖法施工引起的環(huán)境振動(dòng)影響分析80-85
• 4.4.1 不同擺動(dòng)速度81-82
• 4.4.2 不同圍巖條件82-84
• 4.4.3 不同埋深84-85
• 4.5 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論86-87
• 致謝87-88
• 參考文獻(xiàn)88-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加的科研項(xiàng)目94

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉進(jìn)志;賴滌泉;汪西應(yīng);;懸臂掘進(jìn)機(jī)振動(dòng)截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J];石家莊鐵道學(xué)院學(xué)報(bào);2006年01期

2 李曉豁;韓宇飛;;縱軸式掘進(jìn)機(jī)截割的功率譜分析[J];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào);2007年02期

3 劉石堅(jiān);;截割頭體的加工工藝難點(diǎn)及解決措施[J];金屬加工(冷加工);2008年03期

4 韓士萍;;截割頭焊接接頭的強(qiáng)度與壽命分析[J];工程機(jī)械;2009年09期

5 許玉善;許文婷;;截割頭焊接裂紋產(chǎn)生原因分析及解決方法[J];機(jī)械工程師;2012年09期

6 李志立;懸臂掘進(jìn)機(jī)截割功率和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇[J];貴州工學(xué)院學(xué)報(bào);1996年02期

7 項(xiàng)陽,姜年朝,胡應(yīng)曦;懸臂掘進(jìn)機(jī)縱軸式截割頭運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J];貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1998年03期

8 李曉豁;;橫軸式掘進(jìn)機(jī)垂直截割的動(dòng)力學(xué)模型[J];中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào);2006年01期

9 李曉豁;宋波;王丹;林其岳;;橫向截割頭切屑圖人機(jī)界面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與模擬研究[J];遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年06期

10 袁延玉;劉立軍;;掘進(jìn)機(jī)截割頭的加工與焊接夾具[J];機(jī)械工藝師;1993年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 李曉豁;賈凱;;橫軸式掘進(jìn)機(jī)截割頭載荷的模擬分析[A];中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)煤礦機(jī)電一體化專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)煤礦電工專業(yè)委員會(huì)論文集[C];2008年

2 朱昊;劉驚濤;;振動(dòng)截割在掘進(jìn)機(jī)上的應(yīng)用研究[A];中國(guó)煤炭新型工業(yè)化之路——安全、高效的集約化生產(chǎn)技術(shù)與裝備研討會(huì)論文集[C];2005年

3 劉建功;;掘進(jìn)機(jī)智能型自動(dòng)成形恒功率截割控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[A];煤礦自動(dòng)化與信息化——第19屆全國(guó)煤礦自動(dòng)化與信息化學(xué)術(shù)會(huì)議暨中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）百年校慶學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

4 張?chǎng)?李新平;;掘進(jìn)機(jī)截割頭運(yùn)動(dòng)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)煤礦機(jī)電一體化專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)煤礦電工專業(yè)委員會(huì)2004年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

5 張夢(mèng)奇;;截齒排布圓周角對(duì)縱軸式掘進(jìn)機(jī)截割頭設(shè)計(jì)性能的影響[A];煤礦機(jī)電一體化新技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展2012學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

6 魏蒼棟;高春芳;;關(guān)于掘進(jìn)機(jī)截割頭截齒分布的研究[A];第五屆全國(guó)煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2010年

7 陶崢;;EBJ-110SH掘進(jìn)機(jī)截割頭的研制[A];全面建設(shè)小康社會(huì)：中國(guó)科技工作者的歷史責(zé)任——中國(guó)科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）[C];2003年

8 王德光;于向東;;基于MSP430的掘進(jìn)機(jī)記憶截割系統(tǒng)研究[A];2007短壁機(jī)械化開采專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 通訊員溫元旭 李昕泉 記者李仁堂;掘進(jìn)機(jī)自動(dòng)截割定位系統(tǒng)研制成功[N];中國(guó)煤炭報(bào);2009年

2 許禎;國(guó)產(chǎn)首臺(tái)S200M掘進(jìn)機(jī)順利通過出廠評(píng)議[N];中華建筑報(bào);2001年

3 記者 范玉蕾　通訊員 楊穎敏;石煤機(jī)巖石掘進(jìn)機(jī)獲“煤安”標(biāo)志[N];石家莊日?qǐng)?bào);2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 江紅祥;高壓水射流截割頭破巖性能及動(dòng)力學(xué)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

2 劉旭南;掘進(jìn)機(jī)動(dòng)態(tài)可靠性及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2014年

3 李建剛;自動(dòng)化掘進(jìn)機(jī)仿形截割控制策略研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

4 姚繼權(quán);縱軸式掘進(jìn)機(jī)履帶行走系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉煒煌;截割頭截割煤巖的模擬[D];太原理工大學(xué);2014年

2 張從亮;掘進(jìn)機(jī)截割頭運(yùn)動(dòng)參數(shù)及截齒布置參數(shù)對(duì)其截割性能影響研究[D];太原理工大學(xué);2016年

3 孫英;掘進(jìn)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)分析及電控箱減振研究[D];太原理工大學(xué);2016年

4 王宇;EBZ160型掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];安徽理工大學(xué);2016年

5 巇雪梅;基于離散元法的掘進(jìn)機(jī)截割頭截割性能研究[D];燕山大學(xué);2016年

6 肖楊;隧道銑挖法銑挖參數(shù)及施工振動(dòng)數(shù)值模擬研究[D];西南交通大學(xué);2016年

7 紀(jì)木興;截齒—煤巖作用力學(xué)有限元仿真[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2016年

8 祖家龍;XTR260懸臂式硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)截割頭特性分析與設(shè)計(jì)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2016年

9 侯祥明;橫軸式掘進(jìn)機(jī)截割頭受力及整機(jī)振動(dòng)分析[D];安徽理工大學(xué);2008年

10 羅世魁;橫軸掘進(jìn)機(jī)截割頭設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2005年

，

本文編號(hào)：1077206