АНАЛИЗ ЗАВИСИМОСТИ ОБРАТНОГО КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА НА ПРИВОДЕ ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА ОТ ПРОЧНОСТИ ГРУНТА Calculation and Analysis of Reverse Torque of the Earth Pressure Balance Shield

Zhiyong Yang, Weiqiang Qi, Yusheng Jiang, Zhengyang Sun, Yaowen Ding, Xing Yang

Аннотация


На основе теоретического анализа выведена расчетная формула для обратного крутящего момента на приводе проходческого щита с грунтопригрузом с учетом давления грунта и грунтовых вод, веса щита и сегментов обделки, силы трения между опорными башмаками и сегментами, силы трения между хвостовой частью щита и сегментами. Расчет и анализ обратного крутящего момента щита в илистых и скальных породах были проведены на основе проектов Тяньцзиньского и Гуанчжоуского метрополитенов. Результаты показали, что в процессе проходки в слое ила крутящий момент режущей головки составляет всего 2...6% от обратного крутящего момента, который достаточно высок, чтобы компенсировать крутящий момент режущей головки. Изменение угла прокручивания зависит только от крутящего момента режущей головки. Чем больше крутящий момент режущей головки, тем больше изменение угла прокручивания. Обратный крутящий момент относительно мал, когда щит проходит тоннель через область скальных пород
из-за устойчивости пластов. Обратный крутящий момент был рассчитан в соответствии с инженерными примерами, а также проанализирована зависимость между углом прокручивания и обратным крутящим моментом режущей головки.


Полный текст статьи публикуется в английской версии журнала «Soil Mechanics and Foundation Engineering” vol.59, No.4


Литература


Y.H. Guo, M.S. Wang, Z.H. Zhang, L. Wang, “Analysis and calculation of reverse torque of earth pressure balance shield,” Rock and Soil Mechanics, vol. 34, no. 5, pp. 1449–1452, 2013. doi:10.16285/j.rsm.2013.05.026

L. A. Strokova, “Methods of Estimating Surface Settlement During Driving of Urban Tunnels” Soil Mechanics and Foundation Engineering, vol. 47, no. 3, pp. 92-95, 2010. doi: 10.1007/s11204-010-9094-4

R.Z. Liang, T.D. Xia, C.G. Lin, W.B. Meng, H. Wu, “Analysis of reverse torque of EPB shield tunneling in soft ground,” Journal of Central South University (Science and Technology), vol. 46, no. 10, pp. 3814–3821, 2015. doi: 10.11817/j.issn.1672–7207.2015.10.035

X.P. Zhou, S.F. Zhai, "Estimation of the cutterhead torque for earth pressure balance TBM under mixed-face conditions," Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 74, no., pp. 217–229, 2018. https://doi.org/10.1016/j.tust.2018.01.025

Y. Zhao, Q. Gong, Z. Tian, S. Zhou, H. Jiang, "Torque fluctuation analysis and penetration prediction of EPB TBM in rock–soil interface mixed ground," Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 91, 2019. https://doi.org/10.1016/j.tust.2019.103002

H. Shi, H. Yang, G. Gong, L. Wang, "Determination of the cutterhead torque for EPB shield tunneling machine," Automation in Construction, vol. 20, no. 8, pp. 1087–1095, 2011. doi:10.1016/j.autcon.2011.04.010

Q. Zhang, C. Qu, Z. Cai, Y. Kang, T. Huang, "Modeling of the thrust and torque acting on shield machines during tunneling," Automation in Construction, vol. 40, no., pp. 60–67, 2014. http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2013.12.008

U. Ates, N. Bilgin, H. Copur, "Estimating torque, thrust and other design parameters of different type TBMs with some criticism to TBMs used in Turkish tunneling projects," Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 40, no., pp. 46–63, 2014. http://dx.doi.org/10.1016/j.autcon.2013.12.008

S. Yagiz, C. Gokceoglu, E. Sezer, S. Iplikci, "Application of two non-linear prediction tools to the estimation of tunnel boring machine performance," Engineering Applications of Artificial Intelligence, vol. 22, no. 4–5, pp. 808–814, 2009. doi:10.1016/j.engappai.2009.03.007

A. Shaterpour-Mamaghani, D. Tumac, E. Avunduk, "Double shield TBM performance analysis in difficult ground conditions: a case study in the Gerede water tunnel, Turkey," Bulletin of Engineering Geology and the Environment, vol. 75, no. 1, pp. 251–262, 2015. doi:10.1007/s10064-015-0743-8

H.S. Jung, J.M. Choi, B.S. Chun, J.S. Park, Y.J. Lee, "Causes of reduction in shield TBM performance – A case study in Seoul," Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 26, no. 3, pp. 453–461, 2011. doi:10.1016/j.tust.2011.01.001

J.W. Cho, S. Jeon, S.H. Yu, S.H. Chang, "Optimum spacing of TBM disc cutters: A numerical simulation using the three-dimensional dynamic fracturing method," Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 25, no. 3, pp. 230–244, 2010. doi:10.1016/j.tust.2009.11.007

M. Ramoni, G. Anagnostou, "The interaction between shield, ground and tunnel support in TBM tunnelling through squeezing ground," Rock Mechanics and Rock Engineering, vol. 44, no. 1, pp. 37–61, 2010. doi:10.1007/s00603-010-0103-8


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.