基于数字孪生的盾构机泥水输送管减磨方法及系统技术方案

技术编号:41515570 阅读:34 留言:0更新日期:2024-05-30 14:52
本发明专利技术涉及一种基于数字孪生的盾构机泥水输送管减磨方法及系统。通过获取泥水信息、砂石信息、管道磨损信息、地质参数和掘进参数,基于这些数据信息的分析融合,建立盾构泥水输送数字孪生模型,复现地质、掘进和砂石参数下的管道磨损情况,在此基础上,训练数字孪生模型对泥水控制参数进行自主调节,实现管道磨损的均匀损耗,规避局部过度磨损,实现在施工阶段可以基于实时感知的盾构掘进参数、地质参数生成符合级配规律的砂石模型,将其输入到经过强化学习训练的泥水输送数字孪生模型内,开展基于物理的泥水输送磨损仿真验证,从而预测管道磨损仿真情况,调整泥水控制参数的输出,实现智能泥水输送,降低施工过程中的经济损耗,提高施工效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盾构机泥水输送智能化施工领域,尤其涉及一种基于数字孪生的盾构机泥水输送管减磨方法及系统


技术介绍

1、盾构法是一种在地下挖掘隧道的重要技术,广泛应用于城市地铁、水利工程和交通隧道等领域。然而,在盾构作业中,泥浆输送系统的管道局部过渡磨损问题一直是制约着工程进展的关键技术难题。

2、在传统盾构工程中,盾构机通过泥浆输送管道将挖掘产生的泥浆和砂石颗粒从工作面输送至地面,以完成隧道的挖掘施工。然而,由于不同地层破碎后的砂石颗粒的大小、密度和形状不同,以及泥水的黏度、重度等参数的变化,导致泥水在输送过程中容易出现堆积和泥水输送管局部过度磨损的问题,降低了盾构工程的效率和运行稳定性。在盾构工程中,泥浆系统的设计对整个施工过程至关重要。传统的盾构泥浆系统在面对复杂地质条件时存在一系列问题,包括排浆不畅、管道堵塞、以及管道局部磨损过大。这些问题不仅降低了施工效率,还增加了维护成本,因此迫切需要一种创新的解决方案来提高泥浆系统的稳定性和效率。

3、目前,泥水系统通畅以掘进参数、地层和经验作为判断依据,现有的手段主要通过对泥水输送管末本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于数字孪生的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于,构建具有几何和级配信息的砂石模型的步骤包括:

3.根据权利要求1所述的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于,在复现砂石在管道中的输送和摩擦行为过程中,捕捉砂石与数字孪生模型碰撞接触的位置、速度和接触次数,在接触位置生成W=K·Vα·M的磨损量,其中:W为磨损量,K为磨损系数,V为碰撞速度,α为可调整指数,M为碰撞物体的质量。

4.根据权利要求1所述的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于,所述进行泥水输送和磨损仿真推演的过...

【技术特征摘要】

1.基于数字孪生的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于,构建具有几何和级配信息的砂石模型的步骤包括:

3.根据权利要求1所述的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于,在复现砂石在管道中的输送和摩擦行为过程中,捕捉砂石与数字孪生模型碰撞接触的位置、速度和接触次数,在接触位置生成w=k·vα·m的磨损量,其中:w为磨损量,k为磨损系数,v为碰撞速度,α为可调整指数,m为碰撞物体的质量。

4.根据权利要求1所述的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于,所述进行泥水输送和磨损仿真推演的过程中,捕捉仿真过程中管道的磨损量和磨损位置,

5.根据权利要求1所述的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于,管道实体的磨损量的获取方式为:对泥水输送管道实体的壁后进行监测,获取泥水输送管道的磨损量和磨损位置,监测位置的选取采用网格法,网格特征尺寸小于管道半径。

6.根据权利要求1所述的盾构机泥水输送管减磨方法,其特征在于:根据所获取的数据信息持续对所述强化学习模型进行迭代优化。

7.基于数字孪生的盾构机泥水输送管减...

【专利技术属性】
技术研发人员:庄值政饶杰房倩李思公张新伟王永刚刘鹏杨震许晓威郑曦煜崔翌堃郑国力
申请(专利权)人:中交一公局集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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