弱风化凝灰熔岩地层下的顶管机刀盘轻量化设计

摘要

弱风化凝灰熔岩地层作为一种极硬岩地层,岩体抗压强度高,顶管施工难度大,若刀盘强度和刚度不足则极易发生安全事故。为研究D2000复合地层泥水平衡顶管机刀盘在凝灰熔岩地层下的力学性能,对刀盘模型进行静力学分析,得到了刀盘的等效应力和变形云图,确定危险位置位于正面滚刀安装侧板底部,最大等效应力值为178????21 MPa,最大变形量为0????50 mm,结果符合刀盘材料强度和刚度要求。对刀盘进行轻量化设计,得到最大应力、最大变形量以及刀盘质量随刀盘厚度减小的量变化规律,改进后的刀盘应力和变形满足优化约束条件,且其质量与未优化前相比减小8????23%,满足刀盘轻量化设计要求。