基于隧道工程实例的TBM破岩特征参数研究

为评价TBM的破岩性能、反馈滚刀破岩载荷、预警TBM卡机风险,提出采用破岩系数表征宏观TBM多滚刀协同破岩特征,采用切割系数表征细观单滚刀破岩特征。通过TBM破岩系数与滚刀切割系数关系推导,得出宏观上反映TBM推力和转矩相关性的破岩系数与细观上反映滚刀垂直力和滚动力相关性的切割系数在数值上相等,且仅与贯入度和滚刀直径有关;通过多个TBM工程现场数据验证,得到TBM破岩系数与滚刀切割系数均随滚刀贯入度的增大呈幂函数关系,TBM破岩系数在数值上明显比滚刀切割系数小,但二者呈高度线性关系,表明破岩系数与切割系数关系的理论推导研究方法的正确性。该研究建立的破岩系数、切割系数、贯入度等参数间的相关性对于预测和评价TBM的破岩性能大有益处。     

镶齿滚刀破岩机理及效率的旋转破岩试验

随着隧道工程建设的不断增多,镶齿滚刀已被广泛应用于多种开挖机械,如隧道掘进机、反井钻机、采掘机等,不同破岩参数下镶齿滚刀的破岩机理及破岩效率研究,对提高机械掘进效率、降低施工成本有重要意义。应用北京工业大学自主研制的多功能机械破岩试验平台,选用直径304.8 mm（12英寸）的镶齿滚刀对尺寸为1 000 mm×1 000 mm×600 mm的北山花岗岩进行旋转切割破岩试验研究。通过对排齿及整刀进行不同贯入度的旋转切割试验,并应用荧光裂纹检测法对侵入坑下方裂纹进行检测,研究镶齿滚刀的破岩规律。结果表明：①镶齿滚刀为"递进式"破岩,破岩开始于相邻小齿间距的球齿之间,而后发展到相邻的大排间距的球齿之间;②第3排球齿破岩效率最高,且整刀在贯入度为1.5 mm时破岩效率最高;③应用荧光裂纹检测法分析滚刀下方岩体裂纹分布特征,发现每排球齿下的裂纹扩展方向及范围存在较大差异。裂纹分布特征分析结果与通过滚刀力、岩片分析得出的镶齿滚刀破岩效率的结论相一致。该研究可为机械开挖设备滚刀布置、刀型优化及施工运行参数优化提供试验参考和理论依据。     

吊杆破断对郑州黄河二桥主桥静力性能的影响

以郑州黄河二桥主桥--下承式钢管混凝土拱桥为研究对象,利用有限元软件Ansys建立了该拱桥的空间有限元计算模型,采用数值仿真方法分别计算了该拱桥在不同吊杆破断工况下的内力和位移,分析了吊杆破断对桥梁静态力学性能的影响.计算结果表明,吊杆破断对吊杆系静张力的分配有较大影响,一旦某根吊杆退出工作,与之相邻的吊杆所受的静张力会随之大幅度增加;吊杆破断对拱肋的轴力影响较小,对弯矩有较大影响;拱桥在吊杆破断处的竖向位移较大;汽车偏载布置使得与之相邻的吊杆在破断情况下受力更为不利.     

破碎机锷板寿命延长记

锷板是岩石破碎机上的重要部件,其作用就像牙齿一样嚼碎岩石、过去一副锷板破碎石头300立方米左右就因锷齿磨平必须更换;还有些锷板破不上300立方米石头就裂纹破     

“穿山甲”舞“水刀” 我国首台高压水力耦合破岩TBM下线

<正>2019年6月18日,我国首台高压水力耦合破岩TBM"龙岩号"在河南郑州下线,通过将高压水力射流喷嘴搭载到TBM(全断面硬岩隧道掘进机)刀盘上,实现了"水刀"和滚刀的"双刀"共同破岩,显著提升破岩效率,实现高效掘进。TBM是目前隧道掘进工程的关键设备,有"穿山甲"之称。此次下线的高压水力耦合破岩TBM,在传统TBM设备上搭载了高压水系统,给"穿山甲"配上了"水刀",利用高压水力溅射和滚刀耦合破岩。传统的TBM设备利用滚刀进行破岩     

双模式TBM刀具破岩试验台设计

盾构施工受岩层条件和刀盘设计的影响很大,可利用试验装置对刀具与岩石的相互作用关系进行研究。结合现有的单一回转或直线切割破岩试验装置,提出了双模式TBM刀具试验台设计方案,可在同一台装置上实现2种模式,具有成本低、功能多的优势。根据已有的单一模式试验台的研究成果及设计经验,设定双模式试验台的工作参数。通过设计试验台的机械结构及液压系统,实现了刀具下压、直线切割和回转切割破岩等试验动作,以及刀具贯入度、破岩力、破岩速度等参数变化;并利用ANSYS软件对机架结构进行静力学分析,验证方案设计的强度和刚度的可靠性;同时设计控制系统对试验数据进行采集,满足研究刀具破岩试验的要求。     

微表处混合料可拌和时间的多因素影响规律研究

微表处混合料施工性能易受到外界条件和各组成材料品种、性质的影响.特别是在摊铺和成型过程中,存在着复杂的物理-化学变化,某一影响因素的轻微变化都可能对稀浆混合料的破乳速度和可拌和时间产生较大的影响.从机理上解释了阳离子改性乳化沥青的破乳过程,并通过混合料的拌和试验,研究了乳化剂剂量、外加水量、水泥、温度等因素对可拌和时间的影响.结果表明,随着乳化剂剂量、外加水量的增加,混合料可拌和时间延长;随着温度的升高,混合料可拌和时间缩短;而水泥对混合料可拌和时间的影响较复杂,可以是促破,也可以是缓破.     

基于Logistics模型的离心电导率法评价乳化沥青破乳状态

为评价和表征乳化沥青的破乳速度,采用离心电导率法通过高速离心加速破乳,以破乳过程中每个阶段乳液的电导率值为依据,考察了4种集料在阳离子和阴离子乳化沥青中的破乳速度,并将结果经Logistics模型曲线进行拟合,建立了4种集料拌和下的阳离子和阴离子乳化沥青的破乳速度评价标准。结果表明:以破乳过程中任意t时刻在Δt时间范围前后积分的比值作为评价乳化沥青的破乳标准,能够准确评价离心作用下集料与乳化沥青拌和后的破乳状态,并针对集料酸碱性提出了不同的完全破乳评价标准阈值。     

布置参数对TBM边缘滚刀受力的影响

边缘滚刀安装在全断面隧道掘进机(TBM)刀盘的最外缘,在破岩时边缘滚刀的受力情况十分复杂,工作条件恶劣,容易损坏。为研究布置参数对边缘滚刀的影响,采用有限元分析软件ABAQUS建立边缘滚刀破岩的非线性动力学模型,分析边缘滚刀的受力情况。结果表明： 边缘滚刀在破岩时所受的作用力会剧烈振荡变化; 安装倾角和刀盘过渡圆弧半径对边缘滚刀受力的影响显著; 边缘滚刀受力随着安装倾角和刀盘过渡圆弧半径的增加而呈现近似线性的增长。     

马蹄形隧道掘进机刀盘设计探讨

概括性论述了多圆软土刀盘、矩形刀盘、马蹄形刀盘等异形刀盘的设计特点,重点分析了马蹄形隧道掘进机组合刀盘的关键技术:1)掌子面流场仿真分析;2)刀盘静力学仿真分析;3)盲区处理研究;4)刀具破岩机制分析。通过对以上关键技术的研究,为软土马蹄形掘进机组合刀盘的设计提供了优化方法,并创造性提出刮削破岩和挤压破岩相结合的马蹄形硬岩刀盘设计方法,对马蹄形隧道掘进机刀盘设计有一定的指导意义,也为异形隧道掘进机的刀盘设计提供了设计参考。     

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。     

干冰粉热冲击破岩基坑围护结构振动安全研究

为了给干冰粉热冲击破岩现场设定施工参数设计提供参考,并对关键工程结构进行全面的安全评价,首次在居民区附近明挖隧道中进行了隧道开挖工程干冰粉热冲击破岩现场试验。在试验中通过压力传感器获得干冰粉致裂筒内部压力变化曲线,使用振动和噪音监测系统监测破岩过程中隧道结构的噪音和振动响应。通过希尔伯特黄变换对振动信号进行分解和特征提取,通过振动能量时域分布和频域分布特征获得振动安全评价参数。研究结果表明：(1)干冰气动破岩最大振动速度在砼冠梁8 m处衰减至50 mm·s^-1以下,满足安全质点振动速度要求,噪音在4 m处仅为83 dB,对周边居民生活影响很小;(2)干冰破岩诱发振动速度整体上呈衰减趋势,且符合乘幂函数衰减,可以划分为振动速度缓慢降低区(2.5～10 m)和稳定区(>10 m)两个区域;(3)干冰粉致裂管破裂压力在40～60 MPa,干冰粉热冲击破岩是冲击波和高能气体共同作用致裂岩石,可以分为3个阶段,其中高能气体的气楔作用在岩体损伤中占主导作用;(4)HHT与傅里叶变换分析相比更适用于处理振动信号,获得振动速度峰值和主频率后计算振动最大位移可以更好地对隧道结...     

基于层次性破乳的乳化沥青冷再生混合料的破乳时间规律性试验研究

为了解决目前厂拌乳化沥青冷再生的相关问题和技术难点,以促进该技术在辽宁地区的应用和推广,本文通过相关的试验研究,研制出1种基于层次性破乳的乳化沥青冷再生混合料,然后分析不同因素作用下基于层性破乳的乳化沥青冷再生混合料破乳时间规律,并分析其路用性能。结果表明在性能基本不变的前题下,可以通过改变添加剂、乳液的p H值和拌和温度来调整基于层次性破乳的厂拌乳化沥青冷再生混合料的破乳时间;基于层次性破乳的厂拌乳化沥青冷再生混合料路用性能比普通厂拌乳化沥青冷再生混合料的路用性能更优越。结论基于层次性破乳的乳化沥青冷再生技术可有效解决目前乳化沥青冷再生技术的技术难题和缺陷。     

破而后立

<正>凡物坏,及行师败其军,夺其地,皆日"破";破者裂也。凡事破必有一立。当下我们所关注的摩托车行业,就正处于这破而后立的关键时期。不过对于此刻的中国摩托行业来说,这破而后立解读起来却又多了几分身处时代浪潮中的澎湃味道。须知当下行业受困、产销逐减是不争的现状,旧思路与新市场的矛盾日益突显;互联网思维横空出世,以携雷霆之势席卷各大行业,成功案例不胜枚举,令得保守思想难以招架。所以对深陷困境的中国摩托来说,拥抱新兴思维,寻求破而后立势在必行。对于中国摩托来说,这破而后立中的"破",并非就是要将过去一步一个脚印所建立起来的摩托车产业体系全部推翻,而是打破禁锢行业发展的僵化模式,跳出摩托车企业只能靠造车卖车延续产业生命的传统思维,这样才能实现     

微表处混合料破乳速度的影响因素

微表处混合料的破乳速度直接影响其摊铺、成型和开放交通时间,而材料性质、材料组成或环境因素等任何轻微改变均会使破乳速度产生显著变化。从阳离子改性乳化沥青的破乳机理出发,通过微表处混合料的拌和试验,研究了矿料的级配与砂当量、填料、温度、外加水量对混合料可拌和时间及破乳速度的影响,结果表明随着矿粉的增加、温度的升高,混合料可拌和时间缩短;砂当量与外加水量的增加均使混合料的可拌和时间延长;而填料对混合料可拌和时间的影响由填料的掺加量决定。     

隧道掘进机滚刀岩机作用实验台的研制

为了观测滚刀破岩的全过程和监测岩石的微破裂,研制隧道掘进机滚刀岩机作用实验台,对立式和卧式2种实验台研制方案进行总结并作出对比选择,对实验台组成、主要构造及安装调试过程进行详细阐述。归纳出实验台可开展的实验项目如下： 1）盘形滚刀受力预测公式的研究; 2）探寻滚刀作用在不同岩石类型的最优破岩刀间距; 3）研究滚刀压力、贯入度及刀间距等关系曲线。结合国家973课题开展相关实验研究,实验结果表明该实验台的应用性、先进性和科学性,实验台的成功研制为滚刀高效破岩机制研究提供公共开放的实验研究平台。      

成南高速公路交通事故特性研究

79~80 km等几个路段是成(都)南(充)高速公路第二辖区典型的交通事故黑点,114~120 km路段是事故发生的密集区域;周五发生的事故最多,周一次之,7月~9月是事故的高发月份;大、中型货车的事故率最高,乘用车次之,微型、轻型货车的事故率最低;除雾天外,雨天发生事故的概率最大,阴天次之,晴天最低。辖区内主要是单车事故,以碰撞固定物为主,多车事故主要以追尾碰撞为主。追尾碰撞占事故总数的比例为16.4%,但造成的伤、死亡人数均超过总数的60%以上。论文还结合"人、车、路和环境"等因素分析了事故成因,提出了相应的控制策略。     

基于PLC刀盘刀具破岩模态实验平台控制系统设计

在盾构破岩掘进过程中,盘形滚刀是最有效的机械破岩方式之一,而影响盘形滚刀破岩速率和破岩效率的主要因素是盘形滚刀刀间距的合理设置,刀间距的优化设计是基于盘形滚刀对不同岩样破岩角的确定。基于PLC设计的控制系统数据采集、处理实验平台的模拟控制参数,通过采用声发射信号源定位检测的方法来近似计算破岩角。在贯入度确定的条件下针对同一岩样,如果刀间距太大,一把盘形滚刀产生的岩石裂纹不能与相邻盘形滚刀的影响范围相接,必定开挖不出片状石渣,从而使破岩速率降低;反之如果刀间距太小,则会使石渣块太小,从而降低破岩效率。详细阐述实验平台控制系统设计原理,并对其数据采集、处理策略进行分析,所设计的控制系统满足实验平台控制要求。     

TBM盘形滚刀重复破碎与二次磨损规律研究

秦岭隧道TB880E掘进机在施工过程中积累了大量宝贵而完整的滚刀磨损统计数据,为深入研究滚刀磨损规律和磨损机制提供了依据。从TB880E现场实测滚刀磨损数据入手,结合TB880E滚刀一次破岩体积的理论计算结果,建立了滚刀磨损量与一次破岩体积的关系;对滚刀单位破岩体积磨损量进行分析,得到了滚刀单位破岩体积磨损量与滚刀安装半径的关系曲线,总结出刀盘上滚刀磨损的4个区域,分析了不同区域滚刀磨损的机制;首次提出滚刀重复破碎与二次磨损的定量计算方法,得到了TB880E滚刀重复破碎体积与二次磨损量的分布规律。研究表明： 正面滚刀磨损的主要影响因素是一次破碎,而边缘滚刀的主要影响因素是重复破碎引起的二次磨损。     

水射流辅助机械滚刀破岩试验研究

为解决极端软硬不均、极硬岩（硬度超过180 MPa）等复杂地质条件下，隧道掘进机破岩过程中刀具破岩效率低及“啃不动”的问题，采用滚刀岩机作用综合试验台，搭载高压水射流装置，采用不同的水射流参数及掘进参数对花岗岩试样开展破岩试验，研究不同条件下水射流辅助机械滚刀破岩对掘进参数及效率的影响。通过试验获得水射流破岩合理的靶距与压力，探明水射流与机械滚刀交叉轨迹复合破岩、同轨迹复合破岩相对于纯机械滚刀破岩刀盘推力、转矩及破岩效能的变化特性。