推力及土压计算

盾构机主要参数：

1、粘土

2、覆土H 15米

3、土体单位体积质量W1 2.1 t/m³

4、内摩擦角φ 0 deg

5、地面荷载 1.0t/㎡

6、侧方土压系数 K1 0.7

7、松弛土的粘着力 c 4.905KN/㎡

8、盾构机外径d 8.83m

9、盾构机内径 r 4.44m

10、盾构机长度 L 9.9m

11、盾构机质量G 750吨

12、掘削断面积A 61.9㎡

13、刀盘半径4.415m

14、后配套质量GB 155.7 t

15、牵引系数μ 0.5

16、管片外径 Ds 8.5m

17、盾尾密封数 n 4道

18、盾尾密封挤压力 PT 0.00314MN/m

19、管片与盾尾密封的摩擦阻力μs 0.3

重要参数计算：

（1）松弛高度计算

松弛高度：

考虑地面负载： H1=H+S/WO 15.5m

考虑全覆土，松弛高度：H2=H1= 15.5m

松弛宽度：

B=r*cos(45-φ/2)+ r｛1+sin(45-φ/2｝)*tan(45-φ/2) 10.84m

(2) 土压计算

作用在盾体的土压为上部土压P1、侧压P2、及下部土压P的平均值

P1=H2*W1=325500pa

P2=K1*(H2+r)*W1=293100pa

P3=P1+G/(d*L)=409100pa

平均土压P=(P1+P2+P3+P2)/4=330200pa=3.302bar

（3）推力计算

盾构机由盾体外周摩擦阻力、胸板所受的土压与水压、后续设备的牵引力、管片与盾尾密封的摩擦阻力组成。

a.克服盾体外周摩擦阻力的推力

F1=ňdLc =13463KN

b.克服胸板所受的土压与水压

F2=A*P2=181400KN

c.克服后续设备的牵引力

F3=μ*GB=1278.5KN

d.克服管片与盾尾密封的摩擦阻力

F4=ňDs*μs*n*PT=100.48KN

推进时所需的推力

F=F1+F2+F3+F4=32922KN=3292.2t