盾构掘进模拟试验系统及土压平衡技术研究

被引量 : 0次 | 上传用户:moyan905254131
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
盾构掘进综合了包括光、机、电、液、传感、信息在内的多种学科应用技术,作为专用隧道工程机械,盾构掘进机具有开挖切削土体、输送土渣、拼装隧道衬砌、测量、导向、纠偏等功能。目前国内正在大规模开展隧道工程建设,而国内盾构掘进技术研究尚处于初期。基于掘进机地质适应性和现场施工环境特殊性的特点,有必要采用物理模拟方法研制高水平的掘进机综合模拟试验平台,完善全断面掘进机设计技术,尽快掌握核心关键技术,提高盾构掘进系统可靠性。本文以盾构模拟掘进试验系统为研究基础,首先基于实用性和先进性要求对土层模拟加载试验系统进行了设计;根据实际盾构的结构特点和施工过程,完成模拟盾构的电液控制系统设计;针对试验台电液控制系统的监控要求,利用PLC和LabVIEW软件搭建了试验台的监控系统;通过理论分析推导了土压平衡控制数学模型,基于ANFIS推理系统,并应用多模型自适应土压平衡控制系统,通过实验数据对控制系统的性能进行仿真研究。本文的主要研究内容如下:第一章先对盾构掘进机的施工原理、组成结构及分类等基本知识进行介绍,随后讲述了盾构掘进机的历史及国内外发展历程,对国内外的盾构试验系统和压力控制技术研究进行详细叙述,并针对目前试验系统设计及研究中的不足提出了本课题的研究意义和主要研究内容。第二章设计了利用液压缸加载方式对土体进行加载以模拟现实掘进环境的加载试验系统。根据功能要求采用Soliworks完成加载执行机构及模拟土箱的结构设计,采用Ansys软件对结构强度进行校核。基于不同地质和掘进工况特点对加载驱动液压系统进行设计,完成了设计计算和元件选型。同时也对加载系统中的其他辅助系统和装置进行了设计。第三章采用模块化设计方法对模拟掘进机的结构进行设计,并根据实际盾构的施工原理和掘进试验功能要求完成了模拟盾构的电液比例驱动系统的设计,主要包括刀盘驱动系统、推进和铰接系统、螺旋输送系统和管片拼装机系统。同时还设计了泥水加压系统和同步注浆系统,为试验模拟完整的盾构掘进过程奠定基础。第四章根据试验现场监控的功能需求完成了试验台监控系统软硬件结构的设计,使用基于Profibus-DP总线的PLC控制系统实现现场数据采集和底层控制功能。在上位机中使用LabVIEW完成人机界面的开发和数据管理系统的设计,对上位机通信、监控界面的设计特点、数据库和控制算法的开发进行了阐述。第五章建立了土压平衡控制系统、推进系统和螺旋输送机系统的数学模型,通过理论分析推导得到了推进压力、推进速度和螺旋机转速与土舱压力之间的关系。采用ANFIS推理系统匹配和逼近特定土质下的土压平衡控制模型,结合多模型控制技术设计了变工况复杂地质环境下的土压平衡控制系统,采用三种典型土质条件下的实验数据对切换和加权策略下的两种控制系统的性能进行仿真研究,结果表明基于ANFIS控制器的多模型控制系统在变工况及复杂掘进地质环境中能够达到良好的控制效果。
其他文献
建立分级诊疗制度是我国医政的核心目标之一,而医疗联合体建设是推进分级诊疗的重要抓手。以资源依赖理论为分析框架,对我国医疗联合体内组织间关系及其互动方式、理事会组建
抽油泵作为石油开采的主要仪器设备,保证抽油泵站运行稳定性对于提升石油开采效率起到不可忽视的作用,但是抽油泵在运行过程中会受到多方面外在因素的干扰,这对于抽油泵泵效
研究背景人口老龄化对我国老年护理事业的发展提出了严峻的挑战。伴随着老龄化进程加快,高龄老年人和生活不能自理的老年人比重日益增加,老年人对长期照料和生活护理的需求不断增加。然而,目前我国老年护理专业人才的培养与人口老龄化带来的需求还存在较大差距,老年护理学科的发展尚不能满足老年人的护理需求。针对我国老年护理教育的不足及相关专业人才培养的短缺,为护理专业在职硕士研究生提供老年护理继续教育则是培养高层次
近年来,国内外图书馆游戏服务悄然兴起。同时,提供游戏服务也是一种提高学生信息素养的新方法,新手段。目前,信息素养相关知识在国内大学图书馆信息素质教育游戏中,大多数只
国有企业是国民经济的重要支柱,也是党执政和中国特色社会主义国家政权的经济基础,改革成败关乎我国政治经济的大局。十一届三中全会以来,国企改革一直是我国经济体制改革的核心
报纸
中考历来被看作是"指挥棒",引领教学工作,中考语文试卷作为传承中华优秀传统文化中最有力的武器应该得到有效利用。在国家对中华优秀传统文化高度重视的背景下,文章以部分省
这个"黑暗世界"是独特的,随着作者的文字之光的深入探照,我们会发现它也是我们所熟悉的,我们其实也置身其中。
波澜壮阔的世界社会主义运动,是人类向着民主、自由、公正、和谐的理想社会目标前进的积极探索。其间既取得过辉煌的成就,也遭遇过严重的挫折和失败。把中国特色社会主义放在
非经营性国有资产是实现政府职能、确保公共事业健康发展的基本物质条件。随着我国社会主义市场经济体制改革的不断深入和公共财政体制的建立和完善,加强非经营性国有资产研
随着《劳动合同法》、《劳动争议调解仲裁法》等法律的出台,我国的劳动争议案件的数量在近两年呈现快速增长的趋势。劳动争议中很大一部分案件涉及的是加班工资的支付。而对