申请/专利权人：湖南大学;中国建筑第五工程局有限公司

申请日：2024-02-08

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117744450A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/17;G06F111/10;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本申请提供一种盾构掘进过程模拟方法，属于隧道盾构技术领域。本申请通过构建推进系统的简化模型，并以简化模型为基础进行有限元模拟，可以有效反映土压平衡盾构机在液压油缸推进系统驱动下的运行状态，使得模拟结果可以更加真实的反映实际盾构掘进过程；在计算中，根据前一次的模拟结果实时进行网格更新，由于盾构机继承了前次模拟的位置和姿态，避免了现有技术中基于离散时间步的模拟方法无法重现盾构运动连续性的缺陷，具有模拟由液压油缸推进系统驱动的盾构连续掘进过程的能力。

主权项：1.一种盾构掘进过程模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：构建土压平衡盾构机模型，包括盾体单元、推进系统单元、刀盘单元及土舱单元，其中，所述推进系统单元采用4-SPS并联机构来简化代替土压平衡盾构机内由多个液压油缸组成的推进系统，所述4-SPS并联机构包括4根SPS运动链，用于表征多个液压油缸分组划分形成的四个分区，单根所述SPS运动链包括依次连接的第一球铰、棱柱关节及第二球铰，所述第一球铰用于表征所述液压油缸与盾体中压力隔板的铰接关系，所述棱柱关节用于表征所述液压油缸的伸缩特性，第二球铰用于表征所述液压油缸与管片的铰接关系；S2：构建土舱压力预测算法，预测土舱单元内的压力，模拟土舱压力的空间变异性，所述土舱压力预测算法表示为： Pθ,r=[a+bcosθ+csinθ+dcos2θ]gr；式中，Pθ,r表示土舱单元内的预测压力；θ、r分别表示以土舱单元几何中心为极点，竖直向上为极轴的极坐标系中的极角和极径；gr表示径向系数；a、b、c、d分别表示均值项、上下梯度项、左右梯度项及局部异质项的特征系数；S3：基于有限元分析方法，按照设计的隧道轴线预定义土压平衡盾构机的运行轨迹，沿着所述运行轨迹对土压平衡盾构机模型及周围地层土体进行网格离散化，得到初始网格，进行一次有限元模拟，获取地层土体在盾构掘进过程中的应力应变特性；所述推进系统单元执行推进功能后，从所述初始网格中提取掌子面边界和围岩边界，在掌子面边界和围岩边界所描绘的地面域中生成一组新网格，将前次有限元模拟中的土压平衡盾构机模型网格导入至新网格，并将前次有限元模拟输出数据库中记录的解变量映射到新网格中，进行新一次有限元模拟，重新获取地层土体在盾构掘进过程中的应力应变特性。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 湖南大学;中国建筑第五工程局有限公司 一种盾构掘进过程模拟方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD