岩土盾构振动掘削机理与减阻规律数值优化研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-21页 |
| 1.1 课题背景 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-19页 |
| 1.2.1 岩土振动掘削研究现状 | 第14-17页 |
| 1.2.2 盾构掘削理论建模研究现状 | 第17-18页 |
| 1.2.3 盾构掘削数值建模研究现状 | 第18-19页 |
| 1.3 课题来源与研究意义 | 第19-20页 |
| 1.3.1 研究课题项目支撑 | 第19页 |
| 1.3.2 研究目的及意义 | 第19-20页 |
| 1.4 研究内容与理论方法 | 第20-21页 |
| 第2章 盾构掘削振动动力学理论建模及减阻机理分析 | 第21-39页 |
| 2.1 盾构刀具介绍 | 第21-22页 |
| 2.1.1 盾构切刀与滚刀 | 第21页 |
| 2.1.2 盾构刀具工作机理介绍 | 第21-22页 |
| 2.3 土壤掘削振动减阻机理研究 | 第22-25页 |
| 2.3.1 土壤物理特性介绍 | 第22-23页 |
| 2.3.2 土壤静强度研究 | 第23-24页 |
| 2.3.3 土壤动强度研究 | 第24-25页 |
| 2.4 盾构刀盘及刀具振动运动学分析 | 第25-32页 |
| 2.4.1 切刀振动运动学 | 第25-27页 |
| 2.4.2 滚刀振动运动学分析 | 第27-29页 |
| 2.4.3 盾构刀盘振动运动学 | 第29-32页 |
| 2.5 盾构刀具振动动力学分析 | 第32-37页 |
| 2.5.1 盾构切刀动力学分析 | 第32-37页 |
| 2.6 土壤振动减阻机理研究 | 第37-38页 |
| 2.7 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 岩土本构模型修正研究及实验 | 第39-49页 |
| 3.1 土壤特性参数实验 | 第39-42页 |
| 3.2 盾构掘削非线性大变形求解 | 第42-43页 |
| 3.3 盾构刀具-土壤数值建模 | 第43-47页 |
| 3.3.1 刀具-土壤建模方法机理分析 | 第43-44页 |
| 3.3.2 土壤振动切削模型设置 | 第44-46页 |
| 3.3.3 三种数值模型仿真结果比较分析 | 第46-47页 |
| 3.4 本章小结 | 第47-49页 |
| 第4章 盾构振动掘削数值过程建模及仿真 | 第49-59页 |
| 4.1 盾构切刀动力学数值模型的建立 | 第49-51页 |
| 4.2 盾构单切刀振动掘削参数分析 | 第51-54页 |
| 4.2.1 切刀在主动激励下阻力与能耗变化 | 第52-53页 |
| 4.2.2 振动切削下土屑运动分析 | 第53-54页 |
| 4.3 盾构滚刀动力学数值模型建立 | 第54-57页 |
| 4.3.1 混凝土裂纹模型选择 | 第54-55页 |
| 4.3.2 滚刀破岩数值模型设置 | 第55-56页 |
| 4.3.3 主动激励下滚刀破岩裂纹分析 | 第56-57页 |
| 4.4 本章小结 | 第57-59页 |
| 第5章 盾构刀盘振动掘削规律研究及振动参数优化 | 第59-71页 |
| 5.1 盾构刀盘动力学数值模型的建立 | 第59-61页 |
| 5.1.1 盾构刀盘几何建模 | 第59页 |
| 5.1.2 盾构刀盘掘削数值模型设置 | 第59-61页 |
| 5.1.3 盾构刀盘主动振动掘削结果分析 | 第61页 |
| 5.2 盾构刀盘掘削效率与振动形式分析 | 第61-65页 |
| 5.2.1 单方向刀盘振动减阻规律分析 | 第62页 |
| 5.2.2 单方向刀盘振动能耗影响分析 | 第62-63页 |
| 5.2.3 双方向复合振动减阻规律分析 | 第63-64页 |
| 5.2.4 双方向复合振动能耗影响分析 | 第64-65页 |
| 5.3 基于LS-OPT的盾构刀盘振动参数优化 | 第65-69页 |
| 5.3.1 优化策略及算法 | 第65-66页 |
| 5.3.2 优化过程及结果 | 第66-68页 |
| 5.3.3 振动掘削主因数分析 | 第68-69页 |
| 5.4 本章小结 | 第69-71页 |
| 第6章 盾构刀盘振动掘削实验台设计 | 第71-87页 |
| 6.1 盾构刀盘实验台传动系统设计 | 第71-74页 |
| 6.1.1 设计要求 | 第71页 |
| 6.1.2 实验台振动掘削功能实现方案 | 第71-72页 |
| 6.1.3 盾构振动掘削实验台设备选型 | 第72-74页 |
| 6.2 主轴设计 | 第74-77页 |
| 6.2.1 主轴的结构与尺寸设计 | 第74-76页 |
| 6.2.2 轴的校核 | 第76-77页 |
| 6.3 盾构刀盘设计 | 第77-80页 |
| 6.3.1 盾构刀盘设计准则 | 第77-79页 |
| 6.3.2 刀盘静力学分析 | 第79页 |
| 6.3.3 刀盘模态分析 | 第79-80页 |
| 6.4 实验台机架设计 | 第80-83页 |
| 6.4.1 台架结构设计 | 第80-81页 |
| 6.4.2 盾构实验机架的仿真分析 | 第81-83页 |
| 6.5 ?800盾构刀盘模拟振动掘削实验 | 第83-85页 |
| 6.5.1 盾构刀盘掘削实验参数及土样参数 | 第83-84页 |
| 6.5.2 实验方法及流程 | 第84页 |
| 6.5.3 实验数据处理及分析结果 | 第84-85页 |
| 6.6 本章小结 | 第85-87页 |
| 第7章 总结与展望 | 第87-89页 |
| 7.1 总结 | 第87-88页 |
| 7.2 创新点 | 第88页 |
| 7.3 展望 | 第88-89页 |
| 附录 | 第89-93页 |
| 参考文献 | 第93-99页 |
| 致谢 | 第99-101页 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和成果 | 第101页 |
