上下分層地質條件下盾構刀盤正面載荷的計算方法
2023-10-19 16:09:27 2
專利名稱：上下分層地質條件下盾構刀盤正面載荷的計算方法
技術領域：
本發明屬於盾構機械施工技術，具體涉及一種在某種地質條件下預測盾構機刀盤正面載荷的計算方法。
背景技術：
近年來，隨著許多城市逐步發展地下交通建設，盾構施工法作為一種暗挖隧道的工程方法，以其對周圍環境擾動小等優點被越來越廣泛的應用於地鐵工程施工。眾所周知， 盾構掘進是一個多因素耦合影響的複雜施工過程，刀盤與前方待開挖土體間不斷發生切削、擠壓、摩擦等相互作用，因此盾構刀盤正面載荷是盾構設計及施工過程中的重要參數。 但由於盾構施工是一種暗挖工法，掘進過程中刀盤正面始終包圍在巖土中，位置隱蔽，條件惡劣，難以實現載荷的直接測量。目前已有的盾構刀盤載荷相關計算方法只考慮了單一地質條件，而在絕大多數實際隧道工程中，刀盤前方待開挖土體自上而下分為不同地質層，按現有方法確定載荷誤差較大。因此，提出一種分層地質條件下盾構刀盤正面載荷的計算方法，具有較大的實用價值，同時也是本行業之急需。
發明內容
本發明的目的是，提出一種盾構在上下分層地質條件下掘進時刀盤正面載荷的計算方法，為刀盤設計及施工參數調整提供更為準確的依據。盾構刀盤正面載荷包括推力和扭矩，本發明的計算方法分為以下五個步驟(1)判定開挖面地質情況；判定的開挖面地質情況包括地質工況1和地質工況2兩種工況1是指開挖面分上下兩個地質層，上層地質覆蓋深度小於刀盤半徑，下層地質覆蓋深度大於刀盤半徑；工況 2也是指開挖面分上下兩個地質層，但上層地質覆蓋深度大於刀盤半徑，而下層地質覆蓋深度小於刀盤半徑。(2)若屬於地質工況1，則計算工況1下的刀盤正面推力F1 ；(3)計算地質工況1下的刀盤正面扭矩T1 ；(4)若屬於地質工況2，則計算工況2下的刀盤正面推力F2 ；(5)計算地質工況2下的刀盤正面扭矩T2 ；其中所述步驟O)中工況1的刀盤正面推力F1計算公式為
權利要求
1.上下分層地質條件下盾構刀盤正面載荷的計算方法，刀盤正面載荷包括正面推力和正面扭矩兩部分，其特徵在於計算需要以下幾個步驟(1)判定開挖面地質情況；所述步驟(1)中判定的地質情況包括兩種地質工況1是指開挖面分上下兩個地質層，上層地質覆蓋深度小於刀盤半徑，下層地質覆蓋深度大於刀盤半徑；地質工況2是指開挖面分上下兩個地質層，上層地質覆蓋深度大於刀盤半徑，下層地質覆蓋深度小於刀盤半徑；(2)若屬於工況1，則計算工況1下的刀盤正面推力F1；
全文摘要
本發明公開了一種上下分層地質條件下盾構刀盤正面載荷的計算方法，該方法分為五個步驟1.判定開挖面地質情況，開挖面分為上下兩個地質層工況1是指上層地質覆蓋深度小於刀盤半徑；工況2是指上層地質覆蓋深度大於刀盤半徑。其它四個步驟分別是2.若屬工況1，則計算工況1下的刀盤正面推力F1；3.計算工況1下的刀盤正面扭矩T1；4.若屬工況2，則計算工況2下的刀盤正面推力F2；5.計算工況2下的刀盤正面扭矩T2，不同工況有不同的計算公式。本發明載荷確定方法更接近施工實際情況，與目前常用的按均勻單一地質條件近似確定載荷的方法相比，可顯著提高計算精度，從而為盾構掘進過程中操作人員調整載荷參數提供更為科學的參考依據。
文檔編號G06F19/00GK102262712SQ20111023539
公開日2011年11月30日 申請日期2011年8月18日 優先權日2011年8月18日
發明者亢一瀾, 候振德, 張茜, 曲傳詠, 蔡宗熙, 黃幹雲 申請人:天津大學