專利名稱：上下分層地質(zhì)條件下盾構刀盤俯仰彎矩的計算方法
技術領域：
本發(fā)明屬于盾構機械施工技術，具體涉及一種在某種地質(zhì)條件下預測盾構機刀盤俯仰彎矩的計算方法。
背景技術：
近年來，隨著許多城市逐步發(fā)展地下交通建設，盾構施工法作為一種暗挖隧道的工程方法，以其對周圍環(huán)境擾動小等優(yōu)點被越來越廣泛的應用于地鐵工程施工。在絕大多數(shù)隧道工程中，開挖面土體由于自然沉積等原因自上而下分為不同地質(zhì)層，并且由于土體的自重會引起土體壓力梯度隨著埋深的增大而逐漸加大。因此當盾構機在上下分層地質(zhì)中掘進時，由于刀盤前方待開挖土體的不均勻分布，以及沿埋深方向土體壓力梯度的逐漸增大，會引起盾構的掘進軌跡在深度方向發(fā)生向上或向下的偏移。為保證盾構直線前進，避免盾首抬起或俯下，其驅動系統(tǒng)需要給刀盤施加一個俯仰彎矩。目前，該彎矩的施加主要依靠盾構機操縱人員的經(jīng)驗，在掘進過程中一旦發(fā)現(xiàn)盾首發(fā)生偏移，立即對彎矩進行調(diào)整，當然就存在一定的滯后。特別是在某些地質(zhì)條件變化劇烈的施工段，由于缺乏預先的調(diào)整依據(jù)， 常常會造成不必要的損失。因此，提出一種盾構在上下分層地質(zhì)中掘進時刀盤俯仰彎矩的計算方法，是盾構施工領域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提出一種盾構在上下分層地質(zhì)條件中掘進時刀盤俯仰彎矩的計算方法，為盾構施工提供有效的參數(shù)調(diào)整依據(jù)。本發(fā)明的計算方法分為以下三個步驟(1)判定開挖面地質(zhì)情況；判定的開挖面地質(zhì)情況包括地質(zhì)工況1和地質(zhì)工況2兩種工況1是指開挖面分上下兩個地質(zhì)層，上層地質(zhì)覆蓋深度小于刀盤半徑，下層地質(zhì)覆蓋深度大于刀盤半徑；工況 2也是指開挖面分上下兩個地質(zhì)層，但上層地質(zhì)覆蓋深度大于刀盤半徑，而下層地質(zhì)覆蓋深度小于刀盤半徑。(2)若屬于地質(zhì)分層工況1，則計算工況1下刀盤的俯仰彎矩M1 ；(3)若屬于地質(zhì)分層工況2，則計算工況2下刀盤的俯仰彎矩M2 ；具體計算式為
權利要求
1.上下分層地質(zhì)條件下盾構刀盤俯仰彎矩的計算方法，其特征在于計算需要以下幾個步驟(1)判定開挖面地質(zhì)情況；所述步驟(1)中判定的地質(zhì)情況包括兩種地質(zhì)工況1是指開挖面分上下兩個地質(zhì)層，上層地質(zhì)覆蓋深度小于刀盤半徑，下層地質(zhì)覆蓋深度大于刀盤半徑；地質(zhì)工況2是指開挖面分上下兩個地質(zhì)層，上層地質(zhì)覆蓋深度大于刀盤半徑，下層地質(zhì)覆蓋深度小于刀盤半徑；(2)若屬于地質(zhì)工況1，則計算工況1下刀盤的俯仰彎矩M1；
全文摘要
本發(fā)明公開了一種上下分層地質(zhì)條件下盾構刀盤俯仰彎矩的計算方法，該方法分為三個步驟1.判定開挖面地質(zhì)分層情況，開挖面分為上下兩個地質(zhì)層工況1是指上層地質(zhì)覆蓋深度小于刀盤半徑；工況2是指上層地質(zhì)覆蓋深度大于刀盤半徑。其它二個步驟分別是2.若屬工況1，則計算工況1下刀盤的俯仰彎矩M1；3.若屬工況2，則計算工況2下刀盤的俯仰彎矩M2，不同工況有不同的計算公式。本發(fā)明根據(jù)地質(zhì)分層情況預先確定工程全線的俯仰彎矩控制目標，并可隨著掘進過程中地質(zhì)條件和操作狀態(tài)的改變隨時進行調(diào)整，改善了原有控制方法的滯后性，為維持盾構高效安全的直線前行提供科學有效的技術指導。
文檔編號G06F19/00GK102289588SQ201110237149
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月18日 優(yōu)先權日2011年8月18日
發(fā)明者亢一瀾, 仇巍, 張茜, 王燕群, 蔡宗熙, 黃田 申請人:天津大學