盾構機刀盤設計參數(shù)的適應性研究.pdf

1、近年來，隨著科學與技術的不斷發(fā)展，人們對空間需求已經(jīng)從地上逐步發(fā)展到地下，開發(fā)利用地下空間最主要的工具就是隧道挖掘機。而刀盤設計是全斷面隧道掘進機的設計關鍵，是影響其掘進性能的決定性因素。特別是刀盤開口率需根據(jù)地質條件和施工要求進行適應性設計，屬復雜工程系統(tǒng)設計問題。掌握刀盤適應性設計關鍵技術，提高自主創(chuàng)新設計與制造能力，具有重要的戰(zhàn)略意義。
　　 基于上述工程背景，在國家重點基礎研究發(fā)展計劃項目(973項目)的資助下，本文首先

2、研究了影響刀盤設計的關鍵因素，改性土的流體力學參數(shù)和本構模型，構建了刀盤適應性研究的四聯(lián)體模型，進行了刀盤開口率的適應性計算和分析。刀盤參數(shù)的適應性設計內(nèi)容較廣，本文僅研究了其中部分內(nèi)容，主要內(nèi)容包括：
　　 1.綜合分析了砂土和粘性土的物理、力學模型，并對改性土的本構模型及參數(shù)進行了分析比較，選取用于改性土數(shù)值計算的本構模型。
　　 2.研究了非牛頓流場的分析方法，采用計算流體力學的基本原理，對改性土在刀盤、泥土艙及螺

3、旋輸送機內(nèi)部的流場進行了分析和研究。
　　 3.研究了基于Bingham流變特性的刀盤設計分析模型，構建了刀盤設計的四聯(lián)體計算模型，給出了刀盤開口率的優(yōu)化方法，借助施工現(xiàn)場監(jiān)測，驗證了四聯(lián)體計算分析模型的正確性與可行性。
　　 4.基于四聯(lián)體計算模型，運用二維和三維的全流場數(shù)值模擬法，分析了刀盤旋轉和重力與界面壓力和速度場的作用關系。
　　 5.研究了前處理建模軟件GAMBIT的JOURNAL命令，提出參數(shù)化建模