高磨蚀复合地层盾构刀盘受力分析与计算

薛晓龙, 马怀祥

doi:10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20180153

石家庄铁道大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 33 ›› Issue (03) : 21 -28. DOI: 10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20180153

高磨蚀复合地层盾构刀盘受力分析与计算

薛晓龙, 马怀祥

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摘要

盾构在复合地层中施工,经常会遇到盾构姿态难以控制、刀盘刀具异常或过量磨损、刀盘变形与开裂等问题,目前是盾构施工一大难题。针对芜湖过江隧道其中一段软硬复合地层的工程地质特点,将其在盾构掘进断面内的地层简化为上软下硬的二元地层结构,对刀盘受力公式进行推导并建立刀盘受力计算模型,基于LabVIEW编制盾构刀盘受力计算程序。该程序可以计算盾构机在复合地层掘进过程中的刀盘有效推力、有效扭矩、倾覆力矩和不平衡力及它们的变化情况。最后实例计算,得出刀盘受力和力矩随软岩比、刀盘转角和贯入度的变化规律,解释了盾构在复合地层施工难题的原因,为其提供依据。