[发明专利]基于能耗的盾构机掘进效率计算方法

权利要求书

1.一种基于能耗的盾构机掘进效率计算方法，其特征在于，包括：

(1)基于盾构机掘进过程的总推力、刀盘扭矩和刀盘贯入度建立单位时间能耗模型，其中，所述刀盘贯入度为盾构机推进速度和刀盘转速的比值，所述单位时间为1分钟；

(2)利用单位时间切削土量除以单位时间能耗计算掘进效率。

2.根据权利要求1所述的一种基于能耗的盾构机掘进效率计算方法，其特征在于，

总推力模型为：

式中，μ₁为盾体与周围土体的摩擦系数，γ为土体容重，g为重力加速度，k₀为土体侧压力系数，H为盾构机埋深，D为盾构机直径，μ₂为盾尾密封刷与管片间的摩擦系数，n₁为盾尾内管片的环数，G_s每片管片的自身重力，n₂为盾尾密封刷的层数，D_S为管片外径，l为密封刷与管环的接触长度，p_T为密封刷的压强，μ₃为后配套车和轨道之间的摩擦系数，G_C为后配套车自身重力，G为盾构机的自身重力，c为刀盘开口率，h为盾构机轴线到地面的距离，p₀为密封舱内土压力。

刀盘扭矩模型为：

T＝μγHπ[(1+λ-λc)D³k₀/12+(1+k₀)D²L/4]+D²V_aq/8V_c+μγH₀D_sL_sR_s

式中，μ为刀盘与土体的摩擦系数，D为刀盘直径，k₀为土体侧压力系数，γ为土体容重，H为刀盘中心轴线距地表的距离，L为刀盘外沿的宽度。

单位时间能耗模型为：

式中，ξ为刀盘贯入度，ξ＝V_a/V_c，V_a为推进速度，V_c为刀盘转速。

3.根据权利要求1所述的一种基于能耗的盾构机掘进效率计算方法，其特征在于，掘进效率计算公式为：

式中，η为掘进效率，R为刀盘半径，V_a为推进速度，E为单位时间能耗。