小转弯曲线隧道TBM选型与掘进姿态调控方法 被引量：2

1

作者 杜立杰 郝洪达 +5 位作者 杨亚磊 李青蔚 张卫东 刘家驿 冯宏朝 贾连辉 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期1106-1115,共10页

小转弯隧道施工时全断面隧道掘进机(full-section tunnel boring machine,TBM)的选型设计和掘进姿态控制具有特殊性,目前还缺乏通用的理论依据和指导方法。针对此问题,首先,对传统类型TBM小转弯选型进行研究,结合已有项目数据和几何模拟... 小转弯隧道施工时全断面隧道掘进机(full-section tunnel boring machine,TBM)的选型设计和掘进姿态控制具有特殊性,目前还缺乏通用的理论依据和指导方法。针对此问题,首先,对传统类型TBM小转弯选型进行研究,结合已有项目数据和几何模拟,确定传统类型TBM能适应的最小转弯半径。然后,对双盾敞开式TBM的推进系统和导向系统进行针对性设计,通过分析双盾敞开式TBM推进系统结构和实际施工,提出转弯时双盾敞开式TBM推进油缸内外侧行程差值的理论计算方法和施工过程中的姿态调控方法。最后,得出如下结论:1)当隧道转弯半径小于200 m时,敞开式TBM适应难度较大,需要采用双盾敞开式TBM;2)结合抚宁抽水蓄能电站项目实际施工情况,提出的双盾敞开式TBM的理论计算方法和姿态调控方法确保了转弯段隧道的轴线偏差在要求范围内。 展开更多

关键词 全断面隧道掘进机 选型设计 双盾敞开式TBM 小转弯掘进 姿态调控

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TBM窄刃刀与标准刀现场性能对比测试与分析

2

作者 郑加星 贾昊霖 +4 位作者 裴成元 杜立杰 李青蔚 宋闻学 唐荣 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期360-367,共8页

极硬岩条件下如何进行刀具选型,使TBM掘进速度和刀具消耗取得综合效益,是有待解决的具有争议性的问题。为此,依托新疆YE工程现场TBM实际掘进,在岩石单轴抗压强度为100~150 MPa的完整Ⅱ类凝灰岩条件下,对比测试刀盘主要区域窄刃刀和标准... 极硬岩条件下如何进行刀具选型,使TBM掘进速度和刀具消耗取得综合效益,是有待解决的具有争议性的问题。为此,依托新疆YE工程现场TBM实际掘进,在岩石单轴抗压强度为100~150 MPa的完整Ⅱ类凝灰岩条件下,对比测试刀盘主要区域窄刃刀和标准刀的掘进性能表现以及刀具消耗情况,探索降低滚刀刀圈刃宽,提升TBM贯入度和掘进速度的可行性与合理性。结果表明:1)使用窄刃刀破岩对贯入度和施工速度有着较为明显的提升,且随着围岩抗压强度的增加,窄刃刀对掘进速度的提升效果明显;2)与标准刀相比,窄刃刀消耗数量也有较大增加,但2种滚刀的失效形式占比情况大致相同,对TBM作业利用率影响极小;3)经综合成本估算,窄刃刀通过提升施工速度节省的成本远高于刀具消耗增加的成本。 展开更多

关键词 TBM 滚刀 刀刃宽度 贯入度 掘进速度 刀具消耗

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中国TBM施工技术进展、挑战及对策 被引量：111

3

作者 杜立杰 《隧道建设》 北大核心 2017年第9期1063-1075,共13页

总结我国近30年来TBM设计与施工技术的发展历程,可归纳为以下5个阶段:1)研发探索和试用阶段;2)以国外施工承包商为主体,采用国外设计制造TBM施工我国隧道工程阶段;3)独立进行TBM招标采购和选型设计,并建立起自主的TBM施工队伍阶段;4)与... 总结我国近30年来TBM设计与施工技术的发展历程,可归纳为以下5个阶段:1)研发探索和试用阶段;2)以国外施工承包商为主体,采用国外设计制造TBM施工我国隧道工程阶段;3)独立进行TBM招标采购和选型设计,并建立起自主的TBM施工队伍阶段;4)与国外厂家联合设计制造TBM,工程应用和自主施工快速发展阶段;5)实现TBM国产化,面向国内外TBM工程市场自主施工阶段。通过我国不同时期TBM施工的典型工程,介绍我国在复杂地质、大坡度、高海拔、不同直径、不同机型、超长隧洞TBM施工方面取得的经验、技术积累和业绩,展示我国TBM在穿越断层破碎带、软弱变形、岩爆、涌水等不良地质洞段取得的一系列施工新技术,以及最高月进尺1 868 m、平均月进尺超过600 m和掘进作业利用率超过40%的掘进技术水平。分析TBM在极硬岩、大断层破碎带、软弱大变形围岩、强岩爆围岩、涌水突泥洞段、高地热隧洞和超长隧洞工程中施工面临的风险和挑战,并提出一些相应的技术措施和对策,期望这些措施和对策在未来大量实际工程中进一步得到实践验证、优化和改进,不断积累和创新TBM设计与施工新技术。 展开更多

关键词 隧道工程 TBM 敞开式 护盾式 小直径 大直径 超长隧洞集群 大坡度 极硬岩 断层破碎带 软岩 岩爆 涌水突泥 高地热

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基于现场数据的TBM可掘性和掘进性能预测方法 被引量：55

4

作者 杜立杰 齐志冲 +3 位作者 韩小亮 周建锋 陈忠伟 杜彦良 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1284-1289,共6页

以东北某特长隧道TBM工程为背景,基于直径8.5 m开敞式TBM现场实际掘进数据,在进行贯入度指数FPI与主要地质因素间相关性分析的基础上,建立了贯入度指数FPI与关键地质因素岩石单轴抗压强度USC和岩体完整性系数Kv之间的多元回归关系式;进... 以东北某特长隧道TBM工程为背景,基于直径8.5 m开敞式TBM现场实际掘进数据,在进行贯入度指数FPI与主要地质因素间相关性分析的基础上,建立了贯入度指数FPI与关键地质因素岩石单轴抗压强度USC和岩体完整性系数Kv之间的多元回归关系式;进一步建立了TBM掘进贯入度P与FPI之间的拟合关系式,以及推进力F与FPI之间的拟合关系式。按照上述关系式对给出岩石抗压强度USC和岩体完整性系数Kv的TBM工程就可进行可掘性分析,并计算出贯入度、掘进速度和所需推进力。 展开更多

关键词 全断面岩石隧道掘进机(TBM) 可掘性 掘进性能 围岩分类

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深埋隧道TBM施工岩爆特征规律与防控技术 被引量：29

5

作者 杜立杰 洪开荣 +4 位作者 王佳兴 李青蔚 杨亚磊 李伟伟 黄俊阁 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第1期1-15,共15页

川藏铁路隧道等深埋隧道工程的岩爆给TBM施工安全和掘进速度带来很大影响,这是亟待解决的技术难题。以埋深超过2000 m的引汉济渭工程、新疆ABH工程为案例,与锦屏Ⅱ级水电站工程进行对比。基于现场大量数据分析,给出岩爆对TBM施工安全速... 川藏铁路隧道等深埋隧道工程的岩爆给TBM施工安全和掘进速度带来很大影响,这是亟待解决的技术难题。以埋深超过2000 m的引汉济渭工程、新疆ABH工程为案例,与锦屏Ⅱ级水电站工程进行对比。基于现场大量数据分析,给出岩爆对TBM施工安全速度影响和时空特征规律;并结合TBM结构和工法特点,提出了“轻微、中等、强烈”3个等级岩爆的TBM施工防控目标,以及“掘速控制、风险控制、时空控制、分级控制”4个TBM施工岩爆防控准则;分别给出了轻微、中等和强烈3个等级岩爆的防控技术方案,从而构建了“装备—掘进—支护”三者协同控制的“3-4-3-3”分级岩爆防控理论技术体系,并在实际工程中应用。主要研究结果为:1)TBM施工速度轻微岩爆为无岩爆的70%~90%,中等岩爆为无岩爆的50%~70%,强烈岩爆为无岩爆的25%~50%;2)20%~40%的岩爆发生在开挖后10 h以内,10~24 h岩爆发生频率最高,90%以上的岩爆发生在24 h以内,9%的强烈岩爆发生在24~48 h;3)超过30%中等以上岩爆发生在护盾至掌子面区域,90%以上的中等和强岩爆发生在掌子面后15 m以内,主动控制TBM进尺速度可使80%~90%的强岩爆控制在TBM护盾至掌子面区域。所提的技术方案已成功用于以下工程:1)新疆ABH工程,其中1台TBM已安全高效穿越了全部中等岩爆洞段,完成14 km掘进;2)引汉济渭工程,岭南段TBM穿越了10 km岩爆洞段,在第2掘进段中穿越了2 km连续强岩爆洞段,强岩爆洞段平均月进尺达到110 m。 展开更多

关键词 深埋隧道 川藏铁路隧道 TBM施工 岩爆特征 岩爆防控

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巨斑状花岗岩条件下TBM大直径盘形滚刀磨耗规律 被引量：14

6

作者 杜立杰 纪珊珊 +3 位作者 左立富 孔海峡 许金林 杜彦良 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2974-2978,共5页

以我国首次采用20英寸滚刀的东北某特长隧道TBM工程为背景,基于8.5 m直径TBM现场实际掘进4 167 m获取的刀具磨耗数据,对刀盘不同刀位刀具磨损规律以及刀具磨损与围岩特征的相关性进行了研究,结果表明:从刀盘中心到边缘的刀位不同,刀具... 以我国首次采用20英寸滚刀的东北某特长隧道TBM工程为背景,基于8.5 m直径TBM现场实际掘进4 167 m获取的刀具磨耗数据,对刀盘不同刀位刀具磨损规律以及刀具磨损与围岩特征的相关性进行了研究,结果表明:从刀盘中心到边缘的刀位不同,刀具磨损速度总体呈现增加的趋势;在抗压强度80~130 MPa巨斑状花岗岩条件下,面刀每延米磨损量为0.025 mm,每把面刀可掘进长度634 m;刀具磨损与围岩类别及磨蚀性存在很大相关性,随着围岩节理裂隙增多和岩石磨蚀指数降低,刀具磨损和消耗明显下降。 展开更多

关键词 全断面岩石隧道掘进机(TBM) 巨斑状花岗岩 盘形滚刀 磨耗

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TBM施工岩爆微震监测的准确率及适用性研究 被引量：11

7

作者 杜立杰 王佳兴 +3 位作者 洪开荣 黄俊阁 李伟伟 王琪 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期278-285,共8页

深埋隧道岩爆是困扰TBM施工安全和进度的重要因素,为此微震监测系统逐渐引入TBM施工对岩爆进行监测预警。然而,TBM施工微震监测的工程案例还很少,其监测预报的准确性和适用性存在争议。以新疆ABH工程和陕西引汉济渭工程为依托,对岩爆微... 深埋隧道岩爆是困扰TBM施工安全和进度的重要因素,为此微震监测系统逐渐引入TBM施工对岩爆进行监测预警。然而,TBM施工微震监测的工程案例还很少,其监测预报的准确性和适用性存在争议。以新疆ABH工程和陕西引汉济渭工程为依托,对岩爆微震监测预报的等级和位置进行现场跟踪验证和分析,将岩爆按风险高低划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个等级,给出了不同风险等级岩爆预测的准确率和适用性。结果表明:岩爆微震监测预报的准确率随着岩爆风险等级的增强而提高,对Ⅰ、Ⅱ级岩爆基本可以实现准确定位;引汉济渭工程Ⅰ级岩爆预测的准确率达到78.4%,14.0%的Ⅰ级岩爆被预报为Ⅱ级,Ⅱ级岩爆预测准确率为55.2%,26.1%的Ⅱ级岩爆被预报为Ⅰ级;ABH工程Ⅱ级岩爆预测准确率为53.3%,46.7%的Ⅱ级岩爆被预报为Ⅲ级;Ⅲ级岩爆预测等级和定位的准确性都比较低。综合考虑岩爆预测的准确性以及施工安全、施工速度和防控措施的因素,建议:TBM工程仅存在Ⅲ级岩爆风险时,无需引入微震监测;存在Ⅰ级、Ⅱ级岩爆风险时,宜采用微震监测,以确保施工安全。 展开更多

关键词 TBM 岩爆 微震监测 准确率 适用性

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双盾敞开式TBM适应性与工程应用对比分析 被引量：5

8

作者 杜立杰 张正 +4 位作者 李青蔚 张卫东 杜传奇 刘家驿 杨亚磊 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第6期921-928,共8页

为分析验证新型双盾敞开式TBM与传统主梁敞开式TBM的优缺点,以北江引水工程和那邦电站工程2个采用不同敞开式TBM机型的工程为例,首先,从主机结构、支护设备布置、施工优缺点等方面进行理论对比分析;然后,从掘进时间利用率、施工速度、... 为分析验证新型双盾敞开式TBM与传统主梁敞开式TBM的优缺点,以北江引水工程和那邦电站工程2个采用不同敞开式TBM机型的工程为例,首先,从主机结构、支护设备布置、施工优缺点等方面进行理论对比分析;然后,从掘进时间利用率、施工速度、地质适应性等方面进行工程应用效果对比。结果表明:1)双盾敞开式TBM在完整或较完整的Ⅱ类和Ⅲ类围岩条件下的施工速度与主梁敞开式TBM基本相当;2)在Ⅳ类和Ⅴ类围岩或断层破碎带条件下,双盾敞开式TBM的施工速度和适应性较差。建议完整或较完整围岩占比大、断层破碎围岩占比很小的小直径隧洞工程以及小转弯半径隧洞工程的施工,可选用新型双盾敞开式TBM。 展开更多

关键词 双盾敞开式TBM 主梁敞开式TBM 掘进性能 适应性

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全断面岩石掘进机施工技术 被引量：2

9

作者 杜立杰 《凿岩机械气动工具》 2005年第4期55-58,共4页

介绍了全断面岩石掘进机的工作原理、掘进机施工的一些关键技术,简单介绍了国内外应用掘进机施工的工程案例。

关键词 掘进机 隧洞施工 隧洞案例

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秦岭隧道TBM机—石界面的界定分析 被引量：9

10

作者 赵维刚 杨超 +2 位作者 杜彦良 沙明元 杜立杰 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 1999年第2期40-44,共5页

对我国铁路隧道首次使用的全断面掘进机在秦岭隧道施工中的破岩形式和机理进行了分析，基于其破岩形式和刀具磨损情况，界定了单把刀的推力模型．进而将其扩展到整个刀盘，对不同切深和岩石强度下的推进力进行了数值计算，为掘进机主机... 对我国铁路隧道首次使用的全断面掘进机在秦岭隧道施工中的破岩形式和机理进行了分析，基于其破岩形式和刀具磨损情况，界定了单把刀的推力模型．进而将其扩展到整个刀盘，对不同切深和岩石强度下的推进力进行了数值计算，为掘进机主机工作参数的选取奠定了基础． 展开更多

关键词 隧道 全断面掘进机 施工 岩石 界面 掘进机

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挤压油膜阻尼器蒸汽气穴的边界条件

11

作者 杜立杰 《石家庄铁道学院学报》 1996年第2期93-95,共3页

对现有Reynolds方程的气穴边界进行了评述。鉴于进动挤压油膜与普通滑动轴承有着不同的运转情况和气穴特征,给出了求解其油膜压力分布的蒸汽气穴边界条件。

关键词 挤压油膜阻尼器 蒸汽气穴 边界条件 油膜压力

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TBM离合器摩擦片失效成因及对策 被引量：1

12

作者 徐明新 杜立杰 《建筑机械》 北大核心 2004年第7期94-97,共4页

关键词 TBM 离合器 摩擦片 岩曝 围岩

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福辛普利对高血压病患者血尿酸水平的影响

13

作者 王学东 马青云 +3 位作者 李家镠 杜立杰 丛海霞 苏伟 《临床荟萃》 CAS 北大核心 2005年第9期518-519,共2页

关键词 高血压 尿酸 福辛普利

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急性肺栓塞出现巨大倒置T波1例

14

作者 王学东 杜立杰 +2 位作者 李家镠 丛海霞 陈金玲 《临床荟萃》 CAS 北大核心 2004年第17期976-976,共1页

关键词 肺栓塞 心电描记术 便携式

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不同围岩与掘进参数下的TBM主梁振动特性 被引量：3

15

作者 杨亚磊 杜立杰 +5 位作者 李青蔚 魏飞 张雄伟 赵向波 王哲 刘洋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期88-97,共10页

依托新疆某水利隧洞重大工程在掘全断面岩石隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM),开展不同工况下的TBM主梁振动现场试验。通过时域和频域全面分析了TBM在不同围岩不同掘进参数下的主梁振动特性。研究结果表明:主梁振动加速度的变化... 依托新疆某水利隧洞重大工程在掘全断面岩石隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM),开展不同工况下的TBM主梁振动现场试验。通过时域和频域全面分析了TBM在不同围岩不同掘进参数下的主梁振动特性。研究结果表明:主梁振动加速度的变化能够准确反应TBM的启动、稳定掘进、停止、换步工作循环过程;主梁振动随着激励振源距离的增大呈波动性衰减,但是轴向的振动波动较小,衰减幅度为36.68%,横向次之,竖向衰减程度最大,高达81.88%;破岩推进力引起的主梁竖向振动大于轴向和横向的振动,轴向加速度有效值波动范围为-5~5 m/s^(2),横向为-3~3 m/s^(2),竖向为-10~10 m/s^(2),地质条件(岩体完整性K v、单轴抗压强度UCS等)对主梁振动有较大影响;TBM的关键掘进参数刀盘转速(n)、贯入度(P)、推进力(F)与主梁振动具有显著的相关性;主梁的振动频率一般分布在150 Hz以下,不同工况下,3个方向上可能会在某些频率点同时出现峰值,表明不同方向上存在耦合振动。现场测试揭示了不同工况下TBM主梁振动的特性与规律,为TBM的主梁结构设计、掘进参数优化以及地质条件感知识别等提供了试验数据和理论依据。 展开更多

关键词 隧道掘进机(TBM) 围岩 掘进参数 主梁 振动特性 现场测试 信号分析 岩机作用

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TBM掘进岩渣图像分割与识别方法研究 被引量：10

16

作者 李青蔚 杜立杰 +3 位作者 杨亚磊 刘雷涛 蔡龙 刘金辉 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第5期803-813,共11页

为促进TBM在掘岩体的智能化识别及安全高效施工,依托朱溪水库引水隧洞等TBM施工工程,现场采集岩渣图像,首先,总结分析岩渣特征与岩体完整程度的对应关系;然后,根据TBM岩渣图像特点,提出基于改进标记分水岭的岩渣图像分割算法,对岩渣图... 为促进TBM在掘岩体的智能化识别及安全高效施工,依托朱溪水库引水隧洞等TBM施工工程,现场采集岩渣图像,首先,总结分析岩渣特征与岩体完整程度的对应关系;然后,根据TBM岩渣图像特点,提出基于改进标记分水岭的岩渣图像分割算法,对岩渣图像进行特征提取与分类识别;最后,对现场采集的不同岩体完整程度下的160张岩渣图像进行工程应用,验证方法的准确性。结果表明:A、B、C类岩体对应的岩渣图像分类结果准确率分别为96.3%、94%、86.7%。该方法可以有效实现TBM掘进岩渣的自动分析与识别,可为不良地质TBM安全施工预警提供保障。 展开更多

关键词 TBM 标记分水岭变换 岩渣 图像分割 图像识别

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基于主成分分析与BP神经网络的TBM围岩可掘性分级实时识别方法研究 被引量：8

17

作者 段志伟 杜立杰 +3 位作者 吕海明 王家海 刘海东 富勇明 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2020年第3期379-388,共10页

TBM围岩可掘性等级实时在线识别和预警对TBM安全高效以及智能化掘进意义重大,基于新疆EH隧洞工程直径为7. 0 m的敞开式TBM实际掘进数据与地质数据,通过TBM掘进性能与施工风险的特征参数指标对围岩进行可掘性分级。在对不同围岩下区分度... TBM围岩可掘性等级实时在线识别和预警对TBM安全高效以及智能化掘进意义重大,基于新疆EH隧洞工程直径为7. 0 m的敞开式TBM实际掘进数据与地质数据,通过TBM掘进性能与施工风险的特征参数指标对围岩进行可掘性分级。在对不同围岩下区分度较好的掘进参数进行主成分分析之后,获得表征围岩可掘性等级的2个主成分指标,并在此基础上构建BP神经网络对围岩可掘性等级进行识别。同时,为提高模型响应速度,设计了一个MATLAB程序,从而获得了实用性较强的围岩可掘性等级实时识别方法。 展开更多

关键词 TBM 围岩可掘性分级 主成分分析 BP神经网路 实时识别模型

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基于TBM掘进参数的围岩实时识别方法研究 被引量：1

18

作者 徐飞 王忠顺 +3 位作者 杜立杰 全永威 赵向波 单鹏飞 《铁道技术标准（中英文）》 2022年第11期1-6,共6页

随着我国经济与科学技术的发展以及大规模多数量基建工程建设爆发期的到来,TBM凭借其高效、优质、安全、环保、自动化程度高的特点被越来越广泛地应用。但是由于地下地质情况难以进行精确地描述以及前期地质勘察资料准确性不足,常常导致... 随着我国经济与科学技术的发展以及大规模多数量基建工程建设爆发期的到来,TBM凭借其高效、优质、安全、环保、自动化程度高的特点被越来越广泛地应用。但是由于地下地质情况难以进行精确地描述以及前期地质勘察资料准确性不足,常常导致TBM设备对围岩条件适应性差、施工速度慢,甚至存在被卡被困和被损坏的风险。本文以某TBM工程为背景,将收集到的掘进数据清洗后建立围岩类别变化与掘进参数之间的相关性关系,采用建立掘进特征参数与围岩级别线性回归预测模型的方法,得到可靠的围岩识别结果,研究成果对TBM安全高效施工、降低TBM施工风险具有一定参考价值。 展开更多

关键词 TBM 掘进参数 特征参数 围岩识别

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振动沉拔桩机系统振动的力学模型及其隔振设计 被引量：6

19

作者 杜立杰 《石家庄铁道学院学报》 1995年第1期12-16,共5页

本文给出了振动沉拔桩机系统振动的力学模型，可进行振动沉桩和隔振的分析计算，针对桩机工作特点和提出的力学模型进行了隔振分析，为实际工程设计提供了一定的理论基础和具体的设计方法。

关键词 振动沉拔桩机 振动力学模型 隔振 设计

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挤压油膜阻尼器中的气穴 被引量：2

20

作者 杜立杰 《石家庄铁道学院学报》 1996年第1期38-42,共5页

对挤压油膜阻尼器气穴试验进行了综合考察分析，对气穴产生、型式和特征进行了阐述。指出挤压油膜阻尼器与静载下普通轴承有不同的气穴特征，即高压区存在有空气小气泡气穴，低压区可能有蒸汽气穴的产生。通常采用的均匀不可压流假设，... 对挤压油膜阻尼器气穴试验进行了综合考察分析，对气穴产生、型式和特征进行了阐述。指出挤压油膜阻尼器与静载下普通轴承有不同的气穴特征，即高压区存在有空气小气泡气穴，低压区可能有蒸汽气穴的产生。通常采用的均匀不可压流假设，以及负压置零的气穴和压力边界条件是欠妥的。需提出油气两相流的理论分析模型，并寻求建立蒸汽气穴的边界条件，以准确预计挤压油膜阻尼器的力学性能；应进行挤压油膜阻尼器压力分布的实测，进一步为建立理论模型提供依据。 展开更多

关键词 挤压油膜阻尼器 气穴 阻尼器

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