盾構(gòu)機(jī)密封艙多點(diǎn)土壓平衡優(yōu)化控制策略.pdf

1、土壓平衡盾構(gòu)機(jī)是一種地下隧道施工中的專用工程機(jī)械，是目前最為先進(jìn)的新型盾構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于地鐵隧道、公路隧道、水利工程等地下工程建設(shè)。盾構(gòu)施工過(guò)程中，掘進(jìn)面壓力失衡是導(dǎo)致地表塌陷或隆起等安全事故的主要原因，保持掘進(jìn)面與盾構(gòu)機(jī)密封艙之間的土壓平衡是安全、高效施工的關(guān)鍵。地質(zhì)條件的隨機(jī)多樣性與多場(chǎng)耦合作用使得掘進(jìn)面的物理和力學(xué)行為極為復(fù)雜、難以預(yù)測(cè)，因而目前實(shí)際施工中的土壓平衡控制仍主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行。因此，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)密封艙土壓平衡的自動(dòng)

2、控制是盾構(gòu)技術(shù)研究中的重要課題。本文在對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程進(jìn)行機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進(jìn)控制理論與優(yōu)化算法，對(duì)盾構(gòu)機(jī)密封艙多點(diǎn)土壓平衡優(yōu)化控制策略進(jìn)行了研究，主要工作如下:
　　(1)對(duì)盾構(gòu)技術(shù)的研究背景、起源、國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況等進(jìn)行了概述，闡明了本文的研究意義。簡(jiǎn)述土壓平衡盾構(gòu)機(jī)的構(gòu)造以及工作原理，并對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中的開(kāi)挖面穩(wěn)定機(jī)理進(jìn)行了說(shuō)明。
　　(2)通過(guò)對(duì)盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程進(jìn)行機(jī)理分析，綜合考慮了盾構(gòu)機(jī)總推力、推進(jìn)速度、螺旋輸送機(jī)

3、轉(zhuǎn)速耦合作用對(duì)掘進(jìn)面穩(wěn)定性的影響，以密封艙隔板上帶有四個(gè)土壓傳感器的土壓平衡盾構(gòu)機(jī)為例，基于自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)，提出了以總推力、推進(jìn)速度、螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速以及當(dāng)前時(shí)刻土壓值為輸入變量，以下一時(shí)刻的土壓值為輸出變量的多點(diǎn)土壓預(yù)測(cè)模型。采用現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明，該模型能夠較為精確的對(duì)密封艙內(nèi)的土體壓力進(jìn)行預(yù)測(cè)。
　　(3)以各壓力點(diǎn)土壓預(yù)測(cè)值與對(duì)應(yīng)的土壓設(shè)定值之間的絕對(duì)誤差之和最小為優(yōu)化目標(biāo)，提出了采用蟻群算法