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装配式塑料管道在自行走式隧道施工中应用的试验研究
| 论文题名： | 装配式塑料管道在自行走式隧道施工中应用的试验研究 |
| 关键词： | 装配式;塑料管道;自行走式;隧道施工;连接方式;支护形式;试验结果;装配形式;有限元软件;后配套;螺栓预紧力;掘进机;非开挖技术;支护技术;数据分析;模拟研究;拼装;管材;非开挖施工;装配设计 |
| 摘要： | 目前，在各种管线的非开挖施工中，对能够长距离、急转弯施工装备，及后配套支护设备的需求越来越急迫。自行走式隧（管）道掘进技术配套的装配式塑料管道支护技术，其研发不但可以弥补传统管材在强度、刚度及施工方便性上的不足，还将克服现在需求旺盛的非开挖技术中存在的一大难题--急转弯，其新颖性就在于它采用了其它管材所不具备的可分片装配技术，此技术将会使施工变得更加灵活、安全、便利。 论文首先介绍了目前非开挖技术的研究现状，重点围绕已有的后配套支护以及塑料管道作研究。然后针对新型自行走隧（管）道掘进机掘进施工配套支护技术进行研究，包括理论研究和试验研究两部分，主要作了以下工作： 1.选择管材，优化管道分片及装配设计； 2.进行了土中柔性管道的受力计算； 3.完成了装配式塑料管道的拼装形式的试验，得出合理的管道支护形式； 4.完成了装配式塑料管道的连接方式的试验，得出合理的管道连接方式； 5.用有限元软件ABAQUS对连接方式进行数值模拟研究，验证了试验结果。 此外，还将研究得出的最为合理的装配形式的塑料管道，应用到小型自行走掘进样机的后配套支护，使该装配形式得到现场的实际应用，为自行走式隧（管）道掘进机的研发与推广提供了有力的保障。 研究得到以下结论： 1.经拼装形式的试验数据分析，拼装角度对支护强度的影响最为显著，分片数目次之，同时确定出合理支护形式为：管道周向均分成4片，并将4条分割缝分别置于与水平和铅垂方向旋转45°的位置，并得出不同装配形式的管道承压力与管道变形之间的关系及变化规律； 2.经连接方式的试验数据分析，得出不同的钢板厚度及螺栓预紧力的条件下，装配式塑料管道的承压及变形规律，同时确定出合理的连接方式为：3mm厚的钢板配合10N·m的螺栓预紧力对塑料管片进行连接，并采用有限元软件ABAQUS对连接方式进行数值模拟研究，验证了试验结果。 |
| 作者： | 孙博 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 卢清国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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