论文部分内容阅读
随着我国城市地铁建设的迅速发展,盾构法隧道施工技术以其独有的智能化、安全、快捷等特点和优势,越来越得到推广和应用。土压平衡(EPB)式盾构机是盾构法施工中应用最为广泛的隧道挖掘设备,其EPB系统的特性直接影响盾构施工质量和效率。因此,研究提高盾构EPB系统的性能具有重要的工程实际意义。本研究前期根据相似性准则,搭建了基于恒压网络的盾构EPB模拟系统,模拟实验研究表明,这种基于恒压网络的盾构EPB模拟系统与传统的泵控马达式的盾构EPB模拟系统相比,具有响应速度快、节能等优点。为了进一步研究恒压网络技术应用于实际盾构和双圆实际盾构EPB系统的可行性,有必要进行工程实验或模拟实验研究。但由于受经济性、安全性以及可能性等因素的限制,在实际盾构上开展工程实验和建立双圆盾构EPB模拟系统均存在相当的难度。因此,有必要采用数学模拟的方法,通过仿真实验进行前期的基础研究。本课题首先采用功率键合图法建立基于恒压网络的盾构EPB模拟系统数学模型,在Matlab/Simulink中建立其仿真模型,并进行仿真研究,利用实验数据验证模型的有效性。然后,在泵控马达式和基于恒压网络的盾构EPB模拟系统仿真模型基础上,建立泵控马达式和基于恒压网络的双圆盾构EPB模拟系统仿真模型,并进行仿真研究。结果表明它们可分别实现双圆盾构EPB模拟系统的工况模拟,对建立泵控马达式和基于恒压网络的双圆盾构EPB模拟系统有借鉴作用。在上述研究基础上,本文以典型的S-329型盾构EPB系统为例,建立了数学模型和仿真模型,并进行仿真研究。通过仿真与实际数据对比,验证了仿真模型是基本有效的。在该仿真模型的基础上,本文又建立了基于恒压网络的盾构EPB系统的仿真模型,并进行仿真研究。结果表明了基于恒压网络的盾构EPB系统具有响应速度快等优点。为将恒压网络技术应用于实际盾构EPB系统提供了重要的参考。