[发明专利]一种基于量纲分析的盾构掘进总推力计算方法

权利要求书

1.一种基于量纲分析的盾构掘进总推力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)确定影响掘进总推力的参数；所述的影响掘进总推力的参数包括：F,单位:kN为掘进总推力；E,单位:kpa为土体弹性模量；γ,单位:kN/m³为土体容重；H,单位:m为隧道埋深；l,单位:m为盾构长度；v,单位:m/s为掘进速度；K₀为静止土压力系数；p_e,单位:kpa为土舱压力；D,单位:m为盾构直径；ω,单位:r/min为刀盘转速；

2)计算主控项及无量纲化总推力大小；

所述的主控项有3个：I₁、I₂、I₃，一个无量纲化总推力具体计算公式如下：

式中，F,单位:kN，为掘进总推力；

3)将计算得到的主控项及无量纲化总推力汇总列表；

4)利用线性回归方法，得到主控项的系数识别；包括：

将三个主控项I₁、I₂、I₃作为自变量，无量纲化总推力作为因变量，利用线性回归方法，得到主控项的系数α＝[α₁,α₂,α₃]^T的识别计算式如下：

上式中的矩阵I与向量含义如下：

矩阵I中第1列代表主控项I₁、矩阵I中第2列代表主控项I₂、矩阵I中第3列代表主控项I₃，矩阵I与向量的第1～n行依次对应工程数据中第1～n个样本依据3个主控项I₁、I₂、I₃和无量纲化总推力的计算公式所计算的值；

5)根据主控项的系数识别结果，得到掘进总推力的计算模型，包括：

将主控项系数识别结果α₁、α₂、α₃与三个主控项I₁、I₂、I₃分别相乘，得到掘进总推力F的计算模型如下：