主梁式TBM撐靴與圍巖接觸分析.pdf

1、支撐機(jī)構(gòu)是TBM連續(xù)掘進(jìn)作業(yè)的關(guān)鍵子部件，TBM在推進(jìn)過程中，支撐系統(tǒng)伸出撐靴將圍巖撐緊，提供刀盤前進(jìn)所需要的作用力，以及刀盤旋轉(zhuǎn)時(shí)所需要的扭矩，撐靴是支撐機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件，分析撐靴與圍巖接觸有重要意義。若支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，撐靴與圍巖接觸易產(chǎn)生圍巖受力不均、側(cè)壁撐不住、撐靴支撐不穩(wěn)等問題。圍繞上述問題，主要開展了以下研究工作：
　　對主梁式TBM撐靴進(jìn)行力學(xué)分析，撐靴主要受支撐力、推進(jìn)力以及與圍巖的接觸應(yīng)力。將水平支撐兩邊撐靴看成

2、是對稱的撐靴，對撐靴上所受的支撐力進(jìn)行單邊求解。推進(jìn)力主要由其主要掘進(jìn)阻力確定，列出其各阻力求解公式，最終得出推進(jìn)力。對撐靴與圍巖進(jìn)行接觸理論分析，首先分析圍巖的種類及受力特點(diǎn)，然后根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變公式和撐靴與圍巖的接觸特點(diǎn)寫出接觸應(yīng)力公式。
　　對撐靴與圍巖接觸方式進(jìn)行定義，利用有限元法分析撐靴與圍巖接觸，撐靴與圍巖接觸選取符合其接觸特點(diǎn)的分析原理及求解方法?；贏BAQUS撐靴與圍巖接觸進(jìn)行了以下主要工作：主面和從面的選取、接觸屬

3、性和算法、網(wǎng)格劃分以及載荷設(shè)置。然后對撐靴與圍巖接觸進(jìn)行數(shù)值仿真模擬，得出其圍巖仿真云圖，從云圖中歸納其各力學(xué)性能基本規(guī)律。將所得結(jié)果用MATLAB處理，繪制其各力學(xué)性能三維圖及等值線圖，從圖中歸納其各力學(xué)性能的最大值以及取值范圍。
　　根據(jù)TBM工況以及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，得到實(shí)際的撐靴加載模型。利用ABAQUS仿真軟件對撐靴與圍巖完全接觸進(jìn)行數(shù)值仿真模擬，將分析結(jié)果用MATLAB處理，得出其接觸壓力、綜合應(yīng)力以及位移變形分布圖，撐靴溝