本文選題：TBM + 豎向調(diào)向��； 參考：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：全斷面掘進機(Tunnel Boring Machine,TBM)是實現(xiàn)巖石開挖、渣土運輸、支護襯砌以及推進換步等掘進工作的大型工廠化隧道施工作業(yè)系統(tǒng)。TBM主要由刀盤切削系統(tǒng)、支撐推進系統(tǒng)、姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)、渣料運輸系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、通風(fēng)除塵系統(tǒng)、鉆錨支護系統(tǒng)等組成。工程圍巖的分級標(biāo)準(zhǔn)對隧洞工程圍巖質(zhì)量評估、支護設(shè)計、TBM裝備研發(fā)制造有重要的指導(dǎo)意義,但是目前還沒有專門針對TBM施工的統(tǒng)一的圍巖分類方法,現(xiàn)有的分類方法要通過超前鉆探、實驗室測試、地質(zhì)人員主觀判斷等手段,這個過程費時費力,且有一定的主觀性、滯后性。豎向調(diào)向時巖土對刀盤反扭矩作用傳導(dǎo)到左右扭矩油缸,使其受載不均,但目前的豎向調(diào)向系統(tǒng)忽略了此影響,導(dǎo)致豎向調(diào)向精度較低,隧道開挖過程中易出現(xiàn)超挖、蛇行現(xiàn)象。故有必要提出新的圍巖分級方法,并設(shè)計高精度的調(diào)向系統(tǒng)。本課題在國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863)項目的資助下,對吉林中部引松供水工程施工數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,提出了基于掘進參數(shù)的TBM巖土載荷特征分級及識別方法,帶角度閉環(huán)的豎向調(diào)向策略,設(shè)計了直徑2.5m的TBM支撐推進換步實驗臺,具備了模擬不同巖土載荷及模擬TBM姿態(tài)調(diào)整的能力。本論文的主要研究工作如下:1、基于施工現(xiàn)場傳回的4.2萬組數(shù)據(jù),對刀盤總推力、貫入度、刀盤扭矩、撐靴油缸大腔壓力、左右撐靴位移、左右撐靴位移之差與和、推進速度等單一因素的掘進參數(shù)在不同圍巖中的變化進行了分析,發(fā)現(xiàn)一段時間內(nèi)刀盤總推力的最大值與圍巖類別正相關(guān),單一因素的刀盤扭矩隨圍巖類別變化規(guī)律不明顯,貫入度隨著圍巖變化波動很大,可以反映出圍巖的變化趨勢,左右撐靴位移與圍巖類別關(guān)系未顯現(xiàn)出來。2、對TBM掘進參數(shù)進行二次變換,定義了場切深指數(shù)和扭矩切深指數(shù),場切深指數(shù)在一定程度上可以反映巖土載荷特征,但是類別之間有少量交叉,定義了 TBM巖土載荷特征值,提出對巖土載荷分級方法,采用多元回歸求解待定系數(shù),采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對巖土載荷特征值進行識別,取得了較好的效果。3、現(xiàn)有的豎向調(diào)向系統(tǒng),由于圍巖對刀盤的反作用力,反扭矩傳導(dǎo)到主梁,使左右扭矩缸產(chǎn)生位移偏差,可能造成主梁側(cè)滾。設(shè)計了一種高精度的豎向調(diào)向液壓系統(tǒng),提出了帶有角度閉環(huán)和扭矩缸同步控制策略,保證左右扭矩缸的位移同步控制精度。采用AMEsim和Simulink聯(lián)合仿真發(fā)現(xiàn),該策略可以減小現(xiàn)有調(diào)向系統(tǒng)左右扭矩缸的位移偏差,提高俯仰角調(diào)向精度。4、設(shè)計了直徑2.5m的TBM支撐推進換步實驗臺液壓系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)計了扭矩負載模擬系統(tǒng),推力負載模擬系統(tǒng),刀盤約束模擬系統(tǒng),可以實現(xiàn)不同巖土載荷的模擬。針對扭矩負載模擬發(fā)熱量大進行了冷卻器的設(shè)計,設(shè)計了帶壓力補償和平衡閥的豎向調(diào)向系統(tǒng)。完成了實驗臺監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計,包括硬件組成,PLC程序設(shè)計,人機交互界面設(shè)計等。
[Abstract]:This paper presents a new method for classification and identification of rock mass in the middle of Jilin Province . It is necessary to provide a new classification method of surrounding rock and to design a high - precision alignment system . This paper designs a high - precision vertical alignment system , which can reduce the displacement deviation of the left and right torque cylinders and improve the accuracy of the displacement synchronization of the left and right torque cylinders .
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U455.31

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張春草;張劍波;朱國力;;基于多傳感器融合的TBM姿態(tài)角測量方法[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年12期

2 張振;龔國芳;吳偉強;劉統(tǒng);饒云意;周建軍;;硬巖隧道掘進機推進系統(tǒng)姿態(tài)自適應(yīng)控制[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2015年10期

3 王攀;郭偉;朱殿華;;基于模糊聚類理論的TBM施工圍巖可掘進性分級預(yù)測模型[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2014年06期

4 申艷軍;徐光黎;宋勝武;李志鵬;馮學(xué)敏;董家興;;高地應(yīng)力區(qū)水電工程圍巖分類法系統(tǒng)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2014年11期

5 李術(shù)才;劉斌;孫懷鳳;聶利超;鐘世航;蘇茂鑫;李貅;許振浩;;隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2014年06期

6 徐尤南;黃瑋;陳淑平;黃林昕;許心亮;鄧文強;;TBM推進機構(gòu)位姿誤差分析[J];機床與液壓;2013年21期

7 賈文華;殷晨波;曹東輝;;基于AMESim/MATLAB的液壓換向閥的優(yōu)化設(shè)計[J];機床與液壓;2013年15期

8 祁生文;伍法權(quán);;基于模糊數(shù)學(xué)的TBM施工巖體質(zhì)量分級研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2011年06期

9 朱北斗;龔國芳;周如林;劉國斌;;基于盾構(gòu)掘進參數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)地層識別[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2011年05期

10 邢彤;趙陽;;盾構(gòu)掘進土層識別及刀盤轉(zhuǎn)速控制策略研究[J];浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2010年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 王林濤;盾構(gòu)掘進姿態(tài)控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2014年

2 蘇利軍;深埋軟巖隧洞雙護盾TBM施工圍巖穩(wěn)定控制理論與技術(shù)[D];武漢大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 張振;TBM姿態(tài)控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 饒云意;單對水平支撐TBM支撐推進協(xié)調(diào)性研究[D];浙江大學(xué);2016年

3 汪宇亮;基于AMESim的工程機械液壓系統(tǒng)故障仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

4 段小明;盾構(gòu)掘進過程中的自動軌跡跟蹤控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

5 楊霞;盾構(gòu)機軌跡跟蹤控制的研究[D];大連理工大學(xué);2009年

6 周賽群;全斷面硬巖掘進機（TBM）驅(qū)動系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2008年

7 尹俊濤;與TBM相關(guān)的主要工程地質(zhì)問題研究[D];中南大學(xué);2005年

8 周小宏;TBM施工隧洞中超前地質(zhì)預(yù)報研究[D];武漢大學(xué);2005年

9 劉明月;秦嶺隧道全斷面掘進機掘進狀況識別分析研究[D];西南交通大學(xué);2002年

，

本文編號：2088903