復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)刀盤設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、本文以南京地鐵10號(hào)線D10-TA06標(biāo)段施工用復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)刀盤為研究對(duì)象，對(duì)刀盤開口率地質(zhì)適應(yīng)性、盾構(gòu)推力與刀盤扭矩計(jì)算、刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化與分析等相關(guān)技術(shù)展開研究。
　　首先，根據(jù)該標(biāo)段地質(zhì)情況，提出刀盤開口率與地質(zhì)適應(yīng)性數(shù)值模擬方法，闡述數(shù)值模擬方案。構(gòu)建模擬系統(tǒng)模型，通過(guò)與實(shí)際監(jiān)測(cè)值對(duì)比，驗(yàn)證模型的正確性;得到開口率建議值，結(jié)合開口率地質(zhì)適應(yīng)性理論計(jì)算，確定開口率32％，為后續(xù)刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　其次

2、，根據(jù)該標(biāo)段地質(zhì)情況，提出復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)刀盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程。對(duì)刀盤結(jié)構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)分別進(jìn)行計(jì)算與分析，確定刀盤上各類刀具的數(shù)量及布置方式，在Matlab軟件中繪制刀具布置圖;利用Pro/E軟件建立刀盤三維模型。
　　再次，全面分析復(fù)合型土壓平衡盾構(gòu)機(jī)推力和刀盤扭矩的產(chǎn)生機(jī)理與組成要素，建立盾構(gòu)機(jī)推力和刀盤扭矩理論計(jì)算模型，將該理論模型與實(shí)際工程的實(shí)測(cè)值對(duì)比，驗(yàn)證理論模型的正確性，并將其應(yīng)用于該標(biāo)段推力和扭矩的實(shí)際計(jì)算中。
　

3、　最后，在Workbench中對(duì)刀盤進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用多目標(biāo)遺傳算法求解，獲得刀盤多目標(biāo)Pareto解集;采用層次分析法進(jìn)行Pareto解集選優(yōu)，獲得目標(biāo)支配方案最優(yōu)解。利用正交試驗(yàn)法對(duì)刀盤牛腿主要結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行研究，確定了影響刀盤工作應(yīng)力因素的主次順序:牛腿夾角＞牛腿水平長(zhǎng)度＞牛腿壁厚。
　　通過(guò)對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤設(shè)計(jì)技術(shù)的研究和應(yīng)用，驗(yàn)證了上述研究成果的正確性，依此技術(shù)和理論設(shè)計(jì)出南京地鐵10號(hào)線所使用的盾構(gòu)機(jī)刀盤，該技術(shù)研究推動(dòng)復(fù)合