华中科技大学刘文黎获国家专利权
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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利一种盾构推进压力控制方法与设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115587404B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211165338.3,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权一种盾构推进压力控制方法与设备是由刘文黎;陈阳阳;丁剑辉;李昂;陈阳设计研发完成,并于2022-09-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种盾构推进压力控制方法与设备在说明书摘要公布了:本发明属于盾构施工安全控制相关技术领域,其公开了一种盾构推进压力控制方法与设备,包括以下步骤:1基于复合地层土性参数不确定性对盾构开挖面稳定性的影响,构建复合地层开挖面三维旋转体破坏结构模型;2构建开挖面稳定性的可靠度分析指标体系,计算得到可靠性指标下的土性参数在不确定性条件下的复合地层极限支护压力的取值;3构建盾构推进系统的负载计算模块并建立盾构液压推进系统的数学模型,继而构建盾构推进系统的控制模型,控制模型采用模糊PID控制算法进行推进力控制;其中,该控制模型以盾构液压推进系统的比例溢流阀的输入电压为输入,以盾构推进系统的推进压力为输出。本发明能准确控制推进压力。
本发明授权一种盾构推进压力控制方法与设备在权利要求书中公布了:1.一种盾构推进压力控制方法,其特征在于,该控制方法包括以下步骤: 1基于复合地层土性参数不确定性对盾构开挖面稳定性的影响,构建复合地层开挖面三维旋转体破坏结构模型,并通过系统外力做功与土体内部摩擦耗散能量相等推导出开挖面的临界破坏状态下土体结构破坏时的极限支护力计算公式; 2构建开挖面稳定性的可靠度分析指标体系,并应用蒙特卡洛法进行模拟计算以得出在不同可靠性指标下的土性参数在不确定性条件下的复合地层极限支护压力的取值; 3构建盾构推进系统的负载计算模块并建立盾构液压推进系统的数学模型,继而构建盾构推进系统的控制模型,控制模型采用模糊PID控制算法进行推进力控制;其中,该控制模型以盾构液压推进系统的比例溢流阀的输入电压为输入,以盾构推进系统的推进压力为输出; 应用空间离散技术逐点生成失效模型的三维破坏面以得出开挖面失稳速度场中每一点的坐标,构建复合地层开挖面失稳模型后根据掘进工作面功率和能耗,利用极限分析的上限定理计算极限支护压力; 系统功率和能耗有土体自重σγ、支护压力σT和速度间断面摩擦力f耗散,计算公式为: Wf=Wγ+WT 其中,rA、rB和rE分别为OA、OB和OE的长度,θA、θB和θE分别为OA、OB和OE与极坐标系r,θ相对于极轴方向的夹角,和分别为上下层土对应的粘聚力、内摩擦角和土体重度,ω为角速度,Wf为摩擦耗散功率,Wγ为土体重力功率,WT为支护压力做功功率。
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