質(zhì)構(gòu)掘進機刀具運動特性及布局研究.pdf

1、隨著科學(xué)和技術(shù)的不斷發(fā)展，盾構(gòu)掘進機已被廣泛應(yīng)用于城市地下鐵路、越江通道和地下管線等隧道工程的施工中，并取得了巨大的成功，形成了一系列有關(guān)盾構(gòu)掘進機地層適應(yīng)性設(shè)計理論和方法。然而在實際施工過程中，由于刀具布局不合理，導(dǎo)致工程事故時常發(fā)生，給整個工程的工期、造價、質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響，甚至威脅人的生命。因此掌握刀具布局設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)，提高自主創(chuàng)新能力，進而降低工程造價，科學(xué)指導(dǎo)施工，具有重要的戰(zhàn)略意義。
　　 本文首先回顧了國內(nèi)外有關(guān)

2、刀具布局和磨損研究所取得的成果，從中發(fā)現(xiàn)其科學(xué)問題。然后圍繞盾構(gòu)掘進機刀具布局相關(guān)問題，做了如下幾方面的研究：
　　 (1)基于D-H矩陣，分析盾構(gòu)掘進機刀盤上安裝的正滾刀、切刀的運動過程，得到刀具破巖的運動規(guī)律，建立了工作刀刃的掘進運動學(xué)模型，完成對刀具速度、加速度的分析和研究；
　　 (2)通過研究揭示了刀具的磨損及影響磨損的相關(guān)因素，主要包括地質(zhì)參數(shù)、刀具(種類、材料、結(jié)構(gòu))、掘進參數(shù)等，并從設(shè)計和施工等各方面，概

3、括總結(jié)提高刀具耐用度的各項措施，最后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立刀具磨損量的預(yù)測模型；
　　 (3)針對土壓平衡盾構(gòu)機，依據(jù)刀具磨損的等壽命原則，提出了確定刀具數(shù)量的方法，該方法同時可以預(yù)測盾構(gòu)在隧道開挖區(qū)間刀具是否需要更換以及需要更換的次數(shù)，或者滿足磨損條件下掘進的有效距離，考慮刀具磨損的等壽命原則，采用阿基米德螺旋曲線作為優(yōu)化刀具在刀盤上布置方法；
　　 (4)基于刀具平面對稱布局原則，計算先行刀的超前量，建立了土壓平衡盾構(gòu)刀盤