，? Ｔ● 忙１軋，囟 ————～一 ／，，‘９Ｈ） ｏ一：『 揪㈣。Ｊ，盾構 機受力模型簡圖參見圖１所示． Ｆｒ＝Ｆ１＋Ｒ＋凡＋只＋兄＋凡 （１）第５期 吳起星，等：盾構機總推力反算滾刀法向破巖力探討 Ａ騶垂幻Ｐｏｌ ｌ嬋力 刀ｉ．一Ｌ上七生生生生生生！土ｊ—Ｌ上Ｊ／／局 薩叫ｋｎｌ黼自勘 憾一砝 —— —— 型＝＝曠鄉 緲Ｆ—— 遜。基于上述背景,本文運用量綱分析基本理論進行了盾構機盤形滾刀破巖力學分析及刀盤在復合地層中的受力研究。破巖復合盾構機１＋ｐ五＋ｐｄ＋ｐ．‘）／４ （２） Ｐａ ２Ｐ。７％，誤差 在工程實際中是可接受的，這表明實測總推力反算 滾刀法向破巖力的理論與方法是可行的．反算值曲 線在１８６環處下降幅度較理論值大，這可能與頂板， 厚度有關，頂板厚度變化會引起圍巖壓力發生變化， 頂板厚度變薄使洞頂垂直壓力可能增大，使‘計算 值變大，導致Ｒ。Ｉ Ｐ．４＝ｋ－Ｐ以 式中摩擦系數弘。

．二蚰★ —— —— —— ｋ口］工工［口丁工工皿 焉ｌｌｌ／ｒｏＪ如 ＪＡＡ．Ａ 硬蕾差直壓力Ｐｏ， ⅡⅡ衛工Ⅱ口工圓 田衛ⅡⅡ皿 翩；勱忍 圖１盾構機結構及受力簡圖 １．１ 盾殼與周圍地層的摩阻力計算 通常采用盾殼外圍面積與盾殼外圍所受平均鮑 層壓力的乘積乘以摩擦系數來計算，如式（２）所示． 只＝ｐ１ ｇＤ。Ｉ按太沙基松動土壓力理論 計算‘４? ６１，側壓力系數砌取ｏ．３５；管片與盾尾間摩 擦系數ｕ。破巖復合盾構機 (3)針對上軟下硬典型復合地層的特點,建立了隧道斷面圓軟層面積比模型,運用量綱理論對上軟下硬復合地層中盾構刀盤受力問題進行了參量分析,建立起刀盤傾覆力矩和不平衡力計算的無量綱函數形式。形＋肋ｎ２兀Ｄｏ瓴 （３） 式中管片與盾尾間摩擦系數地一般可取０．３ 一Ｏ．５． １．３盾構機切口環貫入地層時的阻力計算 當盾構機切口環凸出于刀盤時，應考慮切口環 的貫人阻力． 凡＝兀（Ｄ。研究方向：盾構機掘進力學機理，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｑｘＳｌ０６３２＠１２６．ｃｏｍ 通訊作者：馬宏偉（１９６６一）．男，教授，博士生導師，研究方向：結構損傷檢測，彈塑性動力學研究。 ／～Ｎ 矽＜７Ｈ， 掣Ｐ ’／、ｌ ｔ一１２９－粕 ．缸。

，１８３～１８５環間 取０．３，１８６環取０．２；ｐ。Ｅ? ｍａｉｌ：ｔｍａｈｗ＠ｊｎｕ．ｅｄｕ．ｃｍ暨南大學學報（自然科學版） 第３ｌ卷 盾構工法可防止開挖面坍塌并保持開挖面穩 定，具有智能、安全、快捷等特點［１．２】，已成為城市地 鐵隧道施工的主流工法．盾構工法的施工裝備為隧 道掘進機，按照地層條件及具體施工方法的不同，一 般可分為硬巖隧道掘進機（Ｔｕｎｎｅｌ Ｂｏｒｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ。破巖復合盾構機應根 據盾構機所處地層情況，可按全覆土重理論、普氏理 論或太沙基松動土壓力理論來計算Ｈ１；計算盾構機 側部壓力所需的側壓力系數屜可按靜止土壓力系數 或經驗取值． １．２管片與盾尾問的摩阻力計算 一般由管片與盾構機內壁間摩阻力和盾尾密封 刷引起的摩阻力兩部分組成，如式（３）所示． 幾＝心ｎ。復合式盾構機盤形滾刀法向破巖力計算方法研究--《礦山機械》2010年24期#閔銳;張亮;錢峰;;[A];地下工程施工與風險防范技術——2007第三屆上海國際隧道工程研討會文集[C];2007年。盾構刀盤與圍巖的相互作用涉及盤形滾刀破巖力計算,其是確定盾構推力的主要參數,也是計算盾構其它參數的基礎。同時,在分析盾構荷載的基礎上,提出了由盾構機現場掘進總推力反算滾刀法向破巖力的方法與步驟。

 ／／村贏 、／重觸黝自 ／寸， ｛一曝１睜∞僻 ｖ啪／ 。 本文的研究成果和主要內容如下： (1)建立了在固定坐標系中盤形滾刀刃工作點的運動方程,運用量綱理論研究了盤形滾刀法向破巖力問題,得到考慮較全因素的法向破巖力計算函數形式,并基于滾刀線性切割試驗數據確定了17\"盤形滾刀法向破巖力的經驗統計回歸公式。 ，）打 引１瀏Ｉ．． ｝ｏ 圖２計算段縱斷面簡圖 ２．２數據采集 盾構機掘進數據主要通過其裝備的ＰＬＣ系統 自動采集，現場盾構機掘進右線１８３—１８６環（每環 １．５ ｉｎ）相關掘進數據（以每環的平均值表示）參見 表３． ２．３反算過程 結合掘進現場相關資料，盾構機切口環未凸出 刀盤且在直線段掘進，因此，盾構機切口環貫入地層 時的阻力凡和盾構機變向阻力幾取值均為０；盾 構機外殼與周圍地層的摩擦系數ｐ。１９９６［Ｃ］．Ｉ．ＡＳ ＶＥＧＡＳ ＮＶ，１９９６． ［責任編輯：劉蔚綏］ ，Ｊ １Ｊ １Ｊ １Ｊ №口№ｐ１Ｊ １Ｊ １Ｊ １Ｊ １Ｊ ｎ心口Ｈｂ。復合地層中盾構機滾刀破巖力學分析--《暨南大學》2011年博士論文#【摘要】：為適應地鐵、鐵路、引水等大型工程建設的盾構機需求,我國正大力開展研發、設計和制造具有自主知識產權的國產盾構機的相關工作,掌握盾構機刀盤與圍巖的相互作用機理一直是我國盾構行業亟待解決的重要課題。破巖復合盾構機與巖土體性質有關，一般可取 ０．１５－０．８或ｔａｎｃｋ／Ｚ；盾構機頂部垂直壓力ｐ。

１＋以 ４矽 Ｐｓ ２而 Ｐｄ＝蠡? Ｐ。 (5)運用LS-DYNA顯式非線性動力分析程序,對盤形滾刀破巖過程進行了有限元仿真,分析了盤形滾刀破巖過程的運動特征、受力變化及巖石破碎過程,得到盤形滾刀與巖石的接觸壓力分布函數；對刀盤掘進初始侵巖過程進行了有限元仿真,得到刀盤初始侵巖過程有效推力的變化規律及巖體破壞特點。再經螺旋輸送機運到 皮帶輸送機上，輸送到渣車而排出洞外． 通過分析盾構機掘進過程，可知盾構機在推進 過程中必須克服盾殼與周圍地層的摩阻力Ｆｎ盾構 機推進時的正面阻力兄、盾尾與管片問的摩阻力以 以及盾構機后接臺車的牽引阻力民．此外，當盾構 機切口環凸出于刀盤時，應考慮切口環的貫入阻力 只；在曲線段掘進時，應考慮變向阻力瓦．因此，盾 構機的總推力Ｂ的構成可用式（１）表示悼。 (2)運用量綱理論研究了盾殼頂部垂直圍巖壓力問題,得到基于量綱分析的垂直圍巖壓力計算函數形式,并基于圍巖壓力量測數據確定了針對Ⅳ類圍巖和Ⅴ類圍巖的垂直圍巖壓力計算公式。 (4)在盤形滾刀破巖力計算研究基礎上,建立了盾構機在上軟下硬典型復合地層中掘進時刀盤受力計算相關公式,并采用C語言編制了相應的刀盤受力計算分析程序,對盾構機在上軟下硬典型不同組合的復合地層中掘進進行了刀盤受力仿真計算,獲得盾構機在復合地層中掘進的一些規律與經驗。破巖復合盾構機 【關鍵詞】： 【學位授予單位】：暨南大學【學位級別】：博士【學位授予年份】：2011【分類號】：U455.3【目錄】：。