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摘要
土压平衡盾构在复合地层中掘进时常出现推力和扭矩波动幅度过大的问题，为了研究盾构机在复合地层中刀盘受力特点，基于扩展模型建立了不同类型全刀盘掘土数值模型，研究了全刀盘Mises应力以及推力和扭矩的变化规律，验证了数值计算结果的合理性。基于室内土压平衡盾构掘进试验，研究了盾构机掘进参数在不同地层中的变化规律。研究结果表明，随着刀盘推进深度增加，各类刀盘Mises应力最大值呈增加的趋势。各类地层全刀盘掘进模型的推力及扭矩计算误差均未超过10%,利用扩展Drucker-Prager模型所建立的全刀盘掘进模型是合理的。土压平衡盾构掘进模型试验表明，随着中风化泥质粉砂岩地层占比逐渐增大，盾构机推力有增大的趋势；盾构刀盘扭矩先增大后减小，最后趋于稳定；出土器扭矩变化不明显。整个推进过程中盾构机推力变化范围为6.0～7.7 kN,扭矩变化范围为773.4～1 195.8 N·m,出土器扭矩变化范围为32.5～104 N·m。
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单位南昌轨道交通集团有限公司; 土木工程学院; 西南交通大学
