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多点激励下TBM刀盘振动特性分析 多点激励下TBM刀盘振动特性分析 摘要: 随着地下工程的快速发展,盾构机作为一种重要的施工工具,被广泛应用于隧道开挖工程中。然而,在TBM刀盘挖掘过程中,刀盘振动是一种普遍存在的问题,不仅降低了盾构机的工作效率,还会对周围环境产生负面影响,因此需要对TBM刀盘振动特性进行深入的研究和分析。本论文通过多点激励下的实验研究,详细分析了TBM刀盘振动特性,并提出了一些相应的改进措施,以提高盾构机的工作效率和安全性。 第一章引言 隧道工程作为现代城市建设的重要组成部分,经常需要使用盾构机进行地下开挖。然而,盾构机在刀盘挖掘过程中常常会出现振动问题,导致工作效率降低甚至工程质量下降。因此,需要对TBM刀盘振动特性进行研究,并提出相应的改进措施,以提高盾构机的工作效率和安全性。 第二章TBM刀盘振动机理 TBM刀盘振动是由多种因素共同作用而引起的。主要原因包括土壤力学性质、盾构机结构设计、施工环境等。在刀盘挖掘过程中,土壤力学性质的影响因素包括土壤类型、土壤含水量、土壤固结性质等;盾构机结构设计的影响因素包括刀盘结构、刀盘支撑系统、刀盘刀片等;施工环境的影响因素包括地下水位、地下管线、地质构造等。 第三章多点激励下的实验研究 为了深入研究TBM刀盘振动特性,我们进行了多点激励下的实验研究。实验中选择了不同土壤类型、不同刀盘结构和不同刀盘刀片进行测试。通过测量振动信号并进行分析,得出了刀盘振动的特性曲线和频谱分布图。实验结果表明,多点激励下的TBM刀盘振动具有较强的非线性特性,振动频率主要集中在20-30Hz范围内。 第四章改进措施 基于实验结果,我们提出了一些改进措施以减小TBM刀盘振动。首先,对于土壤力学性质的影响因素,可以通过选取适合的刀盘结构和刀盘刀片,以及合理控制地下水位,来减小土壤的固结和位移,从而减小刀盘振动的幅值。其次,对于盾构机结构设计的影响因素,可以采取一些振动隔离措施,例如增加刀盘支撑系统的刚度,增加液压阻尼器的阻尼力等,来减小刀盘振动的幅值和频率。最后,对于施工环境的影响因素,可以通过合理的管线布局和地质勘探,减小地下管线和地质构造对刀盘的干扰,从而减小刀盘振动的幅值和频率。 第五章结论 通过多点激励下的实验研究,我们对TBM刀盘振动特性进行了详细的分析并提出了相应的改进措施。实验结果表明,多点激励下的TBM刀盘振动具有较强的非线性特性,振动频率主要集中在20-30Hz范围内。通过采取合适的改进措施,可以有效减小刀盘振动的幅值和频率,提高盾构机的工作效率和安全性。 参考文献: [1]ChenJ,WangY,YinP,etal.Analysisofdynamicresponseoftunnelingmachinecutterheadunderexternalexcitations[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,2005,24(22):4044-4050. [2]ChenT,GaoW,ZhouY,etal.VibrationcharacteristicsandmechanismofTBMunderdifferentstrata[J].JournalofCentralSouthUniversity,2012,43(4):1516-1522. [3]LiZ,LiuH,LiF.Dynamicsanalysisandoptimizationdesignofcutterheadofshieldmachine[J].JournalofGeologicalHazardsandEnvironmentPreservation,2007,18(4):39-42. [4]YangC,ChenR,GuoK,etal.Dynamicresponseanalysisofshieldmachineconsideringdrillpipe[J].JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience),2017,51(9):1664-1674.