自驱式隧(管)道掘进机外周增阻合理参数的模型试验研究

摘要

本文对一种新型自行走式隧道掘进机外壁增阻结构与土体相互作用关系进行了试验研究，该掘进机利用设置在外壁的增阻结构刺入并撑紧土体，以此提供掘进机前进推力所需的轴向反力，完成掘进和自行进。 论文介绍了非开挖技术的发展，阐述了工具管在土体中的自行走机理，重点介绍对结构与土相互作用问题的研究。研究内容是掘进机楔形增阻结构合理参数，包括撑起高度，环数，每环个数，并研究上述特征对增阻效果的影响关系。 研究采用模型试验方法，依据相似理论推导出增阻结构特征的相似准则，得到模型试验方案，按照正交试验法安排并进行模型试验。 研究得到以下结论： (1）增阻结构各影响因素的主次关系顺序：撑起高度，环数，每环个数； (2）推出一组最佳增阻结构特征参数组合，并进行了验证试验； (3）经数据回归分析，得出顶推力与增阻结构各参数间关系表达式； (4）管土增阻作用过程中，管底及周围土压力分布及变化规律； (5）管土增阻作用过程中，土样表面变形分布及变化规律； (6）管土增阻作用过程中，增阻块支撑杆上应力分布及变化规律。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2国内外非开挖技术及设备的发展历史和研究现状

1.2.1发展历史

1.2.2研究现状

1.3研究的主要内容、方法和路线

1.3.1 研究内容

1.3.2研究方法和研究路线

第2章掘进机增阻结构基本问题研究

2.1自行走式隧道掘进机原理

2.1.1自行走式隧道掘进机基本原理

2.1.2自行走式掘进机管土增阻前进的理论研究基础

2.2 影响自行走式掘进机掘进的主要因素

2.2.1 掘进机工作位置的地层条件

2.2.2掘进机掘进方式

2.2.3 掘进机增阻结构特征形式

2.2.4 影响掘进机掘进的其他因素

2.3 试验研究主要因素

2.4 本章小结

第3章掘进机增阻模型试验理论与设计

3.1 模型相似问题的确定

3.1.1模型试验相似关系的确定

3.1.2相似模型及相似材料的确定

3.2 增阻结构模型试验设计

3.2.1 试验模型设计

3.2.2 试验的主要内容和步骤

3.2.3保证试验边界条件一致性的措施

3.3 模型试验量测系统

3.3.1工具管顶推力量测

3.3.2管壁应力及增阻块支撑杆应力量测

3.3.3管土作用范围土压力量测

3.3.4 土样表面变形量测

3.3.5量测数据采集

3.3.6 试验前传感器标定

3.4 本章小结

第4章掘进机增阻模型试验研究

4.1 模型试验安排

4.2 模型试验过程

4.3 本章小结

第5章模型试验结果分析

5.1 正交试验结果分析

5.1.1 极差分析

5.1.2方差分析

5.1.3数据回归分析

5.2 试验各量测项目结果分析

5.3 试验过程中遇到的问题及对策

5.4 本章小结

结论与建议

主要研究结论

研究对象发展趋势与建议

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢