一种衬砌替代材料的可切削性能试验研究

针对机械法开挖联络通道领域中刀具磨损严重的问题，提出采用FFU材料作为混凝土衬砌的替代材料，同时采用3种不同的刀具进行切削试验来验证FFU的可切削性。试验结果表明：FFU材料可切削性良好，使用贝壳刀和刮刀，都能在较短的时间内将FFU试件切穿；横向布置顶管机试验时会导致大量碎渣囤积在筒仓内部，致使排渣不顺，更换顶管机布置形式，竖直放置进行切削可有效缓解排渣不顺的问题；FFU碎渣多为纤细的拉丝状，容易沾附刀盘上，应搭配泥水循环系统使用；推进速度过快会导致刀头受力不均匀，在实际工程中建议控制推进速度控制在5 mm/min之下。     

盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基室内试验研究

针对盾构穿越钢筋混凝土桩基的工程难题,开展盾构刀盘切削钢筋混凝土桩基的室内试验,设计全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀直接切削钢筋混凝土桩基的各6组掘进试验方案。通过对切削桩基效果、钢筋破坏形态、刀盘振动特性及刀具损伤形式进行统计分析,揭示全刀盘滚刀和全刀盘撕裂刀2种刀具对钢筋混凝土桩基的切削原理,并进一步评价滚刀和撕裂刀切削混凝土桩基的优缺点。结合不同掘进参数下盾构刀盘推力、转矩的变化情况,提出盾构刀盘直接切削钢筋混凝土桩基的滚刀和撕裂刀高低组合配置方案以及合理掘进参数。通过以色列地铁项目验证了该方案能有效将钢筋完全切断切短,有利于钢筋直接通过螺旋输送机排出,可提高施工效率和避免开舱处理钢筋风险。     

盾构直接切削桩基施工关键技术

为解决盾构刀盘在切削桩基过程中出现的刀盘刀具异常损坏、刀盘卡死及掘进效率低下等问题,依托以色列特拉维夫轻轨红线项目,采用刀盘切削桩基实体模型方法,通过模拟不同刀具布置和多种掘进工况,分析掘进参数及刀具布置对桩基破坏形态、刀盘破坏形态的影响规律。研究结果表明,在盾构刀盘切削桩基过程中,存在最佳切削推进速度（3~5 mm/min）、刀盘转速（1.0~1.2 r/min）和最佳转矩（3 300~4 300 kN?m）等,且滚刀和切刀的数量对于切削桩基有着一定的影响。现场实际掘进和监测结果表明,利用该实验结果合理地调整相关参数,在轻轨项目中盾构切削桩基过程未出现卡机、刀盘损坏等现象,取得了良好的效果。     

管道更新掘进机刀盘切削钢筋混凝土管道转矩试验研究

为研究掘进机直接切削钢筋混凝土管道，实现管道原位破除更新的可行性，对新型刀盘切削过程中的参数进行分析。通过力学与数学方法，从条齿滚刀切削钢筋混凝土管道机制入手，研究切削转矩的计算方法；设计刀盘试验，系统研究切削参数的变化规律与影响因素，并提出管道更新掘进施工控制指导参数。研究表明： 1）刀盘全断面切削钢筋混凝土管道时，刀盘转矩与时间呈Boltzmann函数关系。2）刀盘推进速度提高，刀盘转矩呈线性增加；刀盘转速提高，刀盘转矩呈先减小后增大的规律。3）结合刀盘切削参数与切削比能，确定8~12 mm/r为较优贯入度区间。     

盾构切削混凝土模拟试验和切削桩基施工技术

城市轨道交通盾构施工中经常遇到穿越地下障碍物(如混凝土桩、挡土结构、管渠、地下构造物等)的难题,一般采取桩基托换、拆除桩基或人工凿桩的方法进行处理,但传统处理方法具有造价高、工期长、对周边交通影响大等缺点。通过采用小直径(400mm)盾构切削素混凝土、玻璃纤维混凝土及钢筋混凝土的模拟试验,对盾构直接切削桩基施工技术的可行性进行研究,分析了盾构刀盘的改造,获取了掘进施工参数控制资料。并通过上海轨道交通7号线和10号线工程采用盾构切削钢筋混凝土桩基的实践,证明:1)盾构直接切削钢筋混凝土施工是可行的;2)盾构始发前应对刀盘进行改造,宜在面板上增加一定数量先行刀和贝壳刀;3)盾构切削桩基过程中推进速度宜慢(小于10 mm/min),盾构设定土压、推力、刀盘扭矩宜稳定;4)在盾构切削桩基过程中,应向土仓内添加润滑减摩材料,以防混凝土碎块堵塞螺旋输送机。在盾构通过后,应根据监测情况进行管片背后的二次注浆,以控制地面和建筑物沉降;5)采用盾构直接切削桩基具有施工经济、安全,对环境影响小的优点。     

滚刀破岩引致岩石振动特性试验研究

隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)技术是一种安全高效的隧道工程施工方法。在TBM掘进中,滚刀刀盘系统与岩石相互作用时会产生振动现象,其振动特性与破岩机制均会影响到TBM的掘进效率和刀盘刀具的使用寿命。通过制作大尺寸砂浆材料试件,采用自主研制的TJ-TS500型线性切割试验平台,设计较为精细的振动测试系统,进行滚刀线性切削试验。试验方案考虑切深、切割速度以及试样节理特征等因素,同时在切削过程中对滚刀三向力以及试样的振动信号进行监测。通过对采集的振动信号进行快速傅里叶变换（fast Fourier transformation,FFT）,分析不同切削参数条件下的滚刀破岩振动特性。     

盾构直接切除大直径桩基的试验与工程实践

为研究盾构直接切削大直径桩基的可行性、评价滚刀和切刀的切桩性能、获取盾构切桩的关键掘进控制参数，进行盾构直接切削大直径桩基的模型试验。研究结果表明： 1)盾构切除大直径桩基宜采用“低推进速度，高转速”的磨桩方式，刀盘推进速度建议取3~5 mm/min，刀盘转速建议取1.0~1.2 r/min； 2)滚刀对混凝土的切削效果较好，切刀对钢筋的切削效果较好； 3)混凝土强度越高，滚刀对钢筋的切割效应越好； 4)滚刀切桩时，刀盘轴向振动作用明显，在低推进速度和低转速下，其刀盘的振动小于切刀切桩时刀盘的振动; 5)切刀切桩时，刀盘环向振动强烈，在高推进速度下刀盘易卡顿，提高转速可减少刀盘卡顿。     

可模拟盾构切削混凝土地下连续墙的试验技术

盾构切削超深地连墙进出洞时盾构刀盘的布置型式以及可切削混凝土的配比设计是上海市苏州河深层排水调蓄管道系统工程试验段的主要难题之一。基于可模拟盾构切削混凝土地连墙的试验要求,制定相应的试验模拟技术以及试验过程参数监测方案,并结合初步试验成果,提出了技术优化方案。研究成果可为同类超深地连墙盾构穿越工程提供借鉴。     

螺旋锥齿轮干切加工技术研究

干切加工是未来金属切削加工发展趋势之一。近年来,特别是工业发达国家,非常重视干式切削,为了贯彻环境保护政策,更是大力研究开发和实施这种新型加工方法。本文针对457E1H等高齿制产品,通过优化产品设计、材料质量控制、加工过程调整及试验,实现了目标产品干切加工工艺的稳定应用。干切工艺主要特点:生产投资少,无需冷却液,辅助成本减少,有利于环保;切削速度高,大幅度提高加工效率;采用硬质合金表面AlCrN涂层的刀具,可重磨次数以及每次重磨刀具寿命均高于传统高速钢刀具;单件制造成本低于湿切加工;有利于改善齿轮表面加工质量。     

全尺度TBM滚刀线性切削花岗岩试验研究

为了研究滚刀刃宽、刀间距和贯入度等关键参数对滚刀破岩过程的影响规律,基于全尺度线性切削试验平台,使用CCS型盘形滚刀开展了不同参数条件下的花岗岩切削试验。使用13 mm和17 mm 2种刃宽的滚刀,在60、65、70、75、80 mm刀间距和0.5、1.0、2.0、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0 mm贯入度条件下,直线切削单轴抗压强度约140 MPa的岩石,获取破岩法向力、滚动力等载荷数据,并计算各次切削试验的破岩比能。研究结果表明： 1）平均法向力和滚动力随刃宽、贯入度和刀间距的增大而增大,但增长速率有所不同; 2）刃宽和贯入度对平均破岩载荷的影响程度明显强于刀间距; 3）刃宽对平均法向力的影响程度强于对平均滚动力的影响程度; 4）对不同的刃宽和刀间距,破岩比能总体上随贯入度的增大先减小后增大,而刃宽的增大会引起破岩比能的增大。     

扩径再制造盾构穿越高架桥桩施工适应性研究

为研究盾构切削穿越高架桥桩基工况下的扩径再制造技术以及再制造后盾构对切桩工程的适应性,以北京地铁12号线盾构切削西坝河桥桩工程为背景,分析盾构刀盘系统、推进系统以及排渣系统切桩难点,并依据难点提出再制造要求,再对盾构各系统进行改造,最后研究再制造后各部分的切桩适应性。结果表明:1)刀盘系统采用Q345B钢材、开口率达61%、配备切桩专用刀具以及搅拌棒,实现了刀盘系统耐磨性能、切削性能以及渣土改良性能的提升,基本适应切桩工况对刀盘系统的要求; 2)再制造后,对盾构转矩、推力进行校核,满足切桩要求,且留有较大的调整余度; 3)采用无轴式螺旋输送机出土器,降低了排出钢筋卡螺旋输送机的概率,螺旋输送机的输送能力、转矩、转速得到提升,可适应切桩对排渣系统的要求。     

机械法联络通道管片切削试验与数值模拟研究

T接头受力复杂，易引发安全事故，为确保盾构施工安全,分析正线隧道管片弱化效应，针对主隧道特殊管片的设计施工，开展机械法联络通道刀盘切削试验，模拟始发端混凝土管片掘进切削过程，揭示刀具在不同时刻切削力的变化情况及管片、螺栓在不同工况下的内力分布规律。通过研究得到以下结论： 1)刀具切削厚度、切削速度越大，切削阻力越大，混凝土裂纹扩展越严重，刀具磨损越严重；基体强度越大的混凝土，切削时混凝土板面受损越小。2)切削对同一环的螺栓影响较大，对侧边的螺栓影响较小，随着刀盘旋转推进，管片发生位移变化，螺栓连接点的位移逐渐增大。当刀盘钻出管片时，混凝土管片及内部螺栓位移逐渐趋于稳定。3)改变切削洞口管片的强度对于隧道的变形影响很小，在改变了切削洞口强度后，洞口管片所受的位移增大，但是影响量比较小，结构仍较安全。     

硫化物形态对硫易切钢Y15切削性能的影响

一、前言在汽车生产中,许多小零件和标准件如管接头、轮胎螺母等是采用低碳高硫易切钢,在自动机上进行切削加工的。它们的产量大、品种多。我厂约有194种零件,采用易切钢制造。钢材的切削性能对产品的质量、产量、工具及动能的消耗有较大的影响。原设计采用A12钢,其切削性能不很好,刀具磨损严重,生产效率低,切削速度只能达到48m/min。由于汽车产量的增加,A12钢的切削性能远远满足不了生产的需要。我们与冶金厂经过反复试验,于1964年研制出了低碳高硫Y15钢,转产时切削速度可达60m/min,生产效率比A12钢提高35%。但近二十年的生产考核表明,虽然都是Y15钢,但其切削性能相差悬殊,有的炉号加工时的切削速度低到40m/min,而有的则高达70～80m/min。     

一种钻孔锥具——铁练条软兜大卵石锥

浙江省黄泽桥在利用简便锥具钻孔灌注混凝土桩的施工中,碰到了大卵石层。我们遵循毛主席在生产实践中不断总结经验的教导,贯彻了三结合的工作方法,在使用松石錐(见“公路”1965年第6期封底)钻大卵石层时,结合河床地质的具体情况,对锥具作了以下一些改进:1.将原来切土刀的圆齿改为薄刀片,并将刀片角度适当加大,便于钻进;2.原来是十把圆齿对称设置,齿尖轨迹是五个同心圆,改为七把刀片交错设置,互相重叠填空,七把刀七个同心圆,刀片由外而里逐渐减短,减少阻力;3.取消了锥底定向尖,以免定向尖顶在石头上不易进尺;     

我们提高铝合金瓦镗削精度的措施

铝合金(铝锑镁及高锡铝合金)作为抗磨合金应用在汽车及拖拉机发动机主轴瓦及连杆瓦上已很广泛,它是铜合金瓦的良好代用品,使用性能符合技术要求,价格也比铅青铜瓦便宜。在汽车修理中,手工刮瓦的方法已逐渐由镗瓦法取代,但怎样提高铅合金瓦的镗削精度,特别是光洁度问题更为突出!在这里谈一下我们在镗瓦机上镗削铝合金的体会: 一、镗铝合金瓦时常产生的问题: 1.与铅青铜相比较,铝合金的塑性大,镗削时的塑性变形也大,所以在切削刃处出现局部高温区,加之铝合金的熔点也较低,故在镗削铝合金瓦时易产生刀瘤,使加工表面的光洁度大大降低,镗后瓦孔的锥度也大。 2.铝合金的化学成分中含有少量硅的化合物的质点,硬度较高,镗瓦时刀具磨损严     

机制砂混凝土泌水试验研究

为改善机制砂混凝土混凝土的泌水性,试验研究了砂率、水灰比、机制砂中石粉含量和混凝土拌和物坍落度等混凝土配合比参数和工作性对混凝土泌水性的影响,试验结果表明:(1)随着砂率的增大,坍落度增大,泌水率减小。从防止泌水形成混凝土表面麻面和不降低弯拉强度的角度,砂率控制在35%~37%;(2)随着坍落度的增大,泌水率先减后增。本试验中坍落度70mm左右时的泌水率最低;对采用滑模摊铺的路面混凝土而言,从防止泌水的角度,坍落度宜控制在40~50mm;(3)石粉含量增大,泌水率略减,坍落度略增,影响不明显,建议采用外掺法掺加石粉,石粉掺量不宜超过10%;(4)随着水灰比的减小,泌水率减小,坍落度降低。水灰比建议控制在0.38~0.45之间。     

玄武岩纤维筋与高强纤维混凝土粘结性能及本构模型研究

为了研究玄武岩纤维筋与高强玄武岩纤维混凝土的粘结性能,选用直径分别为10mm、14mm和18mm的玄武岩纤维筋埋入边长150mm的立方体试块中,玄武岩纤维筋与混凝土的中心粘结长度分别为40mm、70mm和100mm,混凝土中短切纤维丝的体积掺量分别为0％、0．1％、0．15％和0．2％。通过改变BFRP筋的直径、锚固长度以及纤维掺量,研究高强玄武岩纤维混凝土与玄武岩纤维筋的粘结性能。试验结果表明：平均粘结强度随锚固长度的增大而降低,随玄武岩纤维筋直径的增大而减小;通过三种纤维掺量比较,当纤维掺量为0．2％时,粘结强度最为理想。二者的粘结滑移本构模型符合连续曲线模型。     

高落差自密实混凝土防离析装置试验研究

张靖皋长江大桥南航道桥主塔直径3.6 m的钢管混凝土采用大节段浇筑工艺，管内C60自密实混凝土浇筑采用“导管+缓冲装置”。最大浇筑高度为43 m,混凝土易离析，浇筑质量控制难度大。设计了内置式与外置式两种防离析装置，通过对比试验分析了两种不同形式的防离析装置在混凝土浇筑质量上的控制效果，建议在大节段钢管混凝土浇筑工艺中采用3 m布置间距的内置式防离析装置，可大幅减小浇筑过程对混凝土工作性能的不利影响，保证混凝土浇筑质量。     

基于SCB试验的沥青混合料抗裂性能影响因素研究

对同一尺寸的预切缝半圆试件采用2种试验温度(10℃、20℃)下的平行试验,通过计算荷载CMOD(裂缝尖端开口位移)曲线所围面积(即评价指标),分析老化时间、空隙率、是否掺胶粉等3种因素对沥青混合料开裂的影响。研究表明:采取SCB试验能够有效地评价沥青混凝土的抗裂性能;沥青老化时间越长,空隙率越高,沥青混凝土越易开裂;混合料中添加适量的橡胶粉能够提高其抗裂性能。     

UHPC双向板抗冲切性能试验

为明确超高性能混凝土（Ultra-high Performance Concrete,UHPC）双向板在局部荷载作用下的抗冲切性能,以UHPC强度、板厚、配筋率、局部加载面积和加载位置为试验参数,对9块四边简支UHPC双向板进行抗冲切破坏试验,分析UHPC双向板的冲切破坏机理和各试验参数对板抗冲切性能的影响规律。结果表明：试件均发生钢筋屈服后的冲切破坏,板底出现环形裂缝且板内形成冲切锥体;冲跨比小于7时,冲切破坏面倾角和名义抗冲切强度均随冲跨比增加而减小,而冲跨比大于7时,则其基本不变;UHPC强度等级从120 MPa提高到150 MPa时,板的抗冲切承载能力提高5.5%;当板厚由60 mm增加至80 mm和100 mm时,板的抗冲切承载能力分别提高69.7%和1.883倍;相较于1.31%配筋率的试件,2.57%配筋率的试件的抗冲切承载能力提高14.9%;与方形加载板边长为70 mm的试件相比,边长为90 mm试件的抗冲切承载能力提高9.8%;与中部加载试件相比,边部和角部加载试件的抗冲切承载能力分别提高15.3%和13.1%。为避免UHPC双向板发生钢筋网格内的冲切失效,板底受拉钢筋间距不应大于加载板边长与1.15倍有效板厚的和。基于试验结果和相关文献,评估了现有抗冲切承载力计算公式的适用性,并引入冲跨比考虑局部荷载偏置的影响,提出了适用范围更宽的UHPC板抗冲切承载能力计算公式。