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土中自行走式掘进机轴向增阻片合理参数的数值模拟研究
| 论文题名： | 土中自行走式掘进机轴向增阻片合理参数的数值模拟研究 |
| 关键词： | 掘进机;隧道;增阻结构 |
| 摘要： | 本文是对一种新型隧(管)道掘进机工具管外周轴向增阻结构与土体之间的相互作用关系的研究。该掘进机通过在其工具管外壁上设置增阻部件,利用增阻部件与土体的相互作用为掘进机前行提供支撑反力,通过在掘进机内侧的千斤项推拉掘进机体自身伸缩前行从而实现自行走功能。文章在分析和总结前人在顶管和盾构施工过程的力学计算基础上,运用大型有限元软件ABAQUS对掘进机工具管外周环向增阻结构与土体相互作用关系进行了数值模拟研究,通过选择和建立计算模型,计算工具管的环向增阻结构与土体之间的相互作用力,以及管周土体的变形和内力,重点得到不同工况下的增阻结构与管周土体接触面的剪切应力和剪切位移的分布规律,从而为确定合理的增阻形式提供基础研究依据。据此本文作了以下工作： 首先,介绍了本文的研究背景,概述了非开挖技术的发展,针对目前广泛使用于地下工程中的顶管和盾构法施工技术的发展和研究现状,指出了目前二者存在的问题,提出本文要解决的问题。 其次,阐述了新型隧(管)道掘进机的工具管的自行走基本动作机理。分析了工具管前行阻力及前行条件等,总结了需要用到的有限元法及土体本构模型与屈服准则等有关知识,通过ABAQUS软件建模计算分析了在不同工况下,工具管及其增阻结构与土体之间的作用情况,分析了不同圈数对管周土体及工具管变形和应力的影响规律,以及最重要的是得到增阻结构与土体接触面产生滑面时的剪切应力和剪切位移的分布规律。 再次,通过对盾构和顶管施工法对周围土体的扰动原理和特点的总结和分析,阐述了工具管将来进一步实现施工对周围土体的扰动机理,并分析了其对周围环境的危害和部分控制措施。 |
| 作者： | 郭艳坤 |
| 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： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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