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基于ADAMS 的全断面硬岩隧道掘进机主机耦合振动分析 被引量:1
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作者 王旭龙 朱晔 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2020年第9期1300-1306,共7页
为明确不同工况下TBM主机振动耦合规律,基于Adams软件,依据其结构装配关系和力传递关系,对TBM主机节点进行重新划分,引入非线性弹簧元件对油缸、轴承和齿轮啮合进行非线性等效,建立TBM主机非线性耦合动力学模型,并详细计算结构本身的刚... 为明确不同工况下TBM主机振动耦合规律,基于Adams软件,依据其结构装配关系和力传递关系,对TBM主机节点进行重新划分,引入非线性弹簧元件对油缸、轴承和齿轮啮合进行非线性等效,建立TBM主机非线性耦合动力学模型,并详细计算结构本身的刚度和结构间的非线性连接刚度。根据掘进地质条件,定义了全推力、上软下硬和转弯3种典型刀盘载荷,并对3种载荷下的振动进行分析。结果表明:(1)在全推力工况下,主机关键部件的振动最大,为低频的受迫振动;机头架的振动横向和纵向受到齿轮的耦合作用,在150 Hz左右的频率上存在耦合振动。(2)刀盘轴向最大加速度幅值为2.5g,从刀盘到主梁,机头架的振动衰减了约25%,主梁前段振动衰减了约55%,与已有全推力工况下实测结果相接近,证实了仿真计算的正确性。(3)根据对上软下硬和转弯纠偏2种典型工况的振动规律分析,刀盘的轴向力和速度分别减少约40%和80%。 展开更多
关键词 全断面硬岩隧道掘进机主机 ADAMS 非线性多体动力学 耦合振动 时频分析
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三模式掘进机全断面岩层段TBM模式施工技术研究 被引量:4
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作者 谢文达 梁红兵 +2 位作者 陈乔松 郭永顺 马经哲 《隧道建设(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第3期596-604,共9页
为研究三模式掘进机使用TBM模式在全断面岩层中的施工技术,以广州地铁7号线二期萝岗站—水西站盾构区间工程为研究背景,分别从出渣方式、掘进参数控制、刀具管理和稳定器应用4个方面对三模式掘进机TBM模式施工技术进行总结。结果表明:1... 为研究三模式掘进机使用TBM模式在全断面岩层中的施工技术,以广州地铁7号线二期萝岗站—水西站盾构区间工程为研究背景,分别从出渣方式、掘进参数控制、刀具管理和稳定器应用4个方面对三模式掘进机TBM模式施工技术进行总结。结果表明:1)本工程中三模式掘进机使用镶齿滚刀施工,相对光面滚刀的消耗更少,刀盘转矩更低;2)三模式掘进机TBM模式采用泥浆循环和螺旋输送机双通道出渣,可显著降低泥浆管堵塞的概率,提高出渣效率;3)三模式掘进机在前盾、中盾安装稳定器和撑靴,可保证全断面硬岩地层中掘进盾体不发生滚动,同时增强盾体稳定性;4)在全断面岩层中采用三模式掘进机TBM模式开挖隧道,刀盘转速为3.0 r/min,总推力约15000 k N,转矩可控制在1300 k N·m,推进速度为8~12 mm/min。 展开更多
关键词 轨道交通 三模式掘进 掘进效率 断面
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深井巷道全断面硬岩掘进机及其快速施工关键技术 被引量:65
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作者 程桦 唐彬 +3 位作者 唐永志 姚直书 王传兵 荣传新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3314-3324,共11页
针对煤矿深井硬岩巷道掘进效率低下的技术难题,综合考虑深立井煤矿巷道工程环境和全断面掘进机技术特点,通过全断面掘进机施工煤矿深井岩巷可行性研究,制定了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机技术指标,研制了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机... 针对煤矿深井硬岩巷道掘进效率低下的技术难题,综合考虑深立井煤矿巷道工程环境和全断面掘进机技术特点,通过全断面掘进机施工煤矿深井岩巷可行性研究,制定了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机技术指标,研制了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机;基于考虑全断面掘进机施工扰动影响的岩石循环加卸载试验,建立了全断面掘进机快速施工围岩准静态循环加卸载损伤本构模型和非线性强度准则,并用于巷道围岩稳定性数值模拟中;通过数值模拟和现场监测,揭示了全断面掘进机快速施工围岩力学响应机理,提出了满足全断面掘进机快速施工煤矿硬岩巷道特点与要求的巷道支护形式和施工技术;通过分析煤矿全断面硬岩掘进机施工巷道围岩的稳定性,提出巷道顶板锚杆快速支护方案,并得到现场实测验证;针对立井井筒运输能力受限、井下工作环境空间狭小、设备需要频繁拆装转场等问题,研发了全断面岩石掘进机井下有限空间运输、组装、拆解技术,创新了全断面岩石掘进机井下始发、掘进关键技术;采用掘进、支护、排矸、辅助运输同步作业方式,解决了硬岩巷道快速施工难题。最后,通过在淮南张集煤矿西二采区1413A高抽巷进行工业性试验验证研究成果。结果表明:全断面掘进机施工煤矿深井硬岩巷道,平均月进尺达404 m,最高月进尺达560 m,为现有硬岩巷道掘进效率的5~10倍。 展开更多
关键词 断面掘进 煤矿深井 巷道 快速掘进
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全断面隧道掘进机破岩机理离散元分析 被引量:8
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作者 蒋明镜 孙亚 +1 位作者 王华宁 袁聚云 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1038-1044,共7页
将基于微观胶结试验得到的岩石微观力学模型植入离散元软件,模拟滚刀破岩过程并重点分析滚刀破岩各阶段的宏微观机理.结果表明:滚刀破岩过程按破岩阻力和侵入深度的关系可以分为3个阶段,即加载阶段、卸载阶段和残余跃进阶段;破岩过程中... 将基于微观胶结试验得到的岩石微观力学模型植入离散元软件,模拟滚刀破岩过程并重点分析滚刀破岩各阶段的宏微观机理.结果表明:滚刀破岩过程按破岩阻力和侵入深度的关系可以分为3个阶段,即加载阶段、卸载阶段和残余跃进阶段;破岩过程中的胶结破坏主要分为拉破坏和剪扭破坏2种类型,其中,中裂纹主要由拉剪扭复合破坏引起,斜裂纹主要由拉破坏引起,证实了张拉破坏理论.加载阶段是滚刀破岩的必经阶段,卸载阶段是滚刀破岩的关键阶段,有效利用卸载阶段破碎特性可以提高破岩效率. 展开更多
关键词 断面隧道掘进(TBM) 离散元模拟
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国产首台大直径全断面硬岩隧道掘进机下线
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《隧道建设》 北大核心 2015年第1期32-32,共1页
2014年12月27日,我国首台拥有自主知识产权的国产首台大直径全断面硬岩隧道掘进机(敞开式TBM)在湖南长沙顺利下线。该掘进机的成功研制打破了国外长期垄断的局面,标志着我国在大型高端装备制造领域已取得了重大突破。大直径全断面... 2014年12月27日,我国首台拥有自主知识产权的国产首台大直径全断面硬岩隧道掘进机(敞开式TBM)在湖南长沙顺利下线。该掘进机的成功研制打破了国外长期垄断的局面,标志着我国在大型高端装备制造领域已取得了重大突破。大直径全断面硬岩隧道掘进机常用于长大硬岩隧道施工,被称为工程机械的“航空母舰”和“掘进机之王”。 展开更多
关键词 隧道掘进 断面 大直径 下线 国产 自主知识产权 制造领域
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协同通风影响全断面隧道掘进机工作面岩尘分布规律研究 被引量:2
6
作者 魏存厚 聂文 +1 位作者 刘强 马鹤 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期76-81,共6页
针对全断面掘进机施工过程中,产生大量岩尘影响施工人员工作环境的问题,采用理论分析、数值模拟与现场测定相结合的方法,以青岛地铁2号线全断面隧道掘进机工作面为对象,对协同通风影响全断面隧道掘进机工作面风流运移与岩尘污染分布规... 针对全断面掘进机施工过程中,产生大量岩尘影响施工人员工作环境的问题,采用理论分析、数值模拟与现场测定相结合的方法,以青岛地铁2号线全断面隧道掘进机工作面为对象,对协同通风影响全断面隧道掘进机工作面风流运移与岩尘污染分布规律进行研究。结果表明:在复合式通风模式和一定条件下,在隧道中段会形成由主通风与回风主导的耦合风场;当协同通风量(Qcv)从6 m^3/s增大至12 m^3/s时,产生的岩尘可控制在距掌子面77.2 m的范围内;当Qcv=8 m^3/s时,岩尘最小扩散距离为44.7 m,工作区周围岩尘浓度约为30.1 mg/m^3。 展开更多
关键词 协同通风 断面隧道掘进工作面 运移规律
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世界首条立井煤矿全断面硬岩掘进机作业线在张集矿试验成功
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《中国煤炭》 北大核心 2015年第4期141-142,共2页
日前,世界首条立井煤矿全断面硬岩掘进机(TBM)作业线在淮南矿业集团张集矿1413A高抽巷实现安全贯通,标志着试验取得圆满成功。1413A高抽巷岩性为全断面石英砂岩,岩石抗压强度为80MPa,该作业线于2015年1月中旬正式运行,3月12日贯... 日前,世界首条立井煤矿全断面硬岩掘进机(TBM)作业线在淮南矿业集团张集矿1413A高抽巷实现安全贯通,标志着试验取得圆满成功。1413A高抽巷岩性为全断面石英砂岩,岩石抗压强度为80MPa,该作业线于2015年1月中旬正式运行,3月12日贯通,用时52天,累计进尺为700m,最高小班进尺为14.5m,最高日进尺为30.7m,平均日进尺为13.5m,折合月进尺404m。 展开更多
关键词 掘进 试验成功 作业线 断面 张集矿 煤矿 立井 世界
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煤矿岩巷全断面掘进机(TBM)及智能化关键技术 被引量:71
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作者 王杜娟 贺飞 +2 位作者 王勇 荆留杰 赵先发 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2031-2044,共14页
岩巷掘进技术和装备的发展直接关系到煤矿生产的能力和安全。随着综合机械化采煤技术的迅速发展,回采工作面推进速度越来越快,对巷道掘进速度的要求越来越高。煤矿岩巷掘进技术,经历了钻爆法、综掘法,现在已经发展到第3个阶段TBM工法。... 岩巷掘进技术和装备的发展直接关系到煤矿生产的能力和安全。随着综合机械化采煤技术的迅速发展,回采工作面推进速度越来越快,对巷道掘进速度的要求越来越高。煤矿岩巷掘进技术,经历了钻爆法、综掘法,现在已经发展到第3个阶段TBM工法。传统的钻爆法、综掘法受技术和施工工艺限制,越来越无法满足各重大工程对施工效率、安全性、社会效益、经济收益等提出的更高要求,难以满足煤矿采掘平衡发展。TBM实现高效破岩、连续出渣、快速支护,通风除尘、供排水同步作业。分析了近几年国内煤矿TBM施工案例,提出矿用TBM开发关键技术,TBM针对煤矿井下特殊工程地质条件设计,实现掘锚运同步、及时支护,提高对坡度、围岩适应性,小半径转弯能力,融合千米定向钻机技术,做到逢掘必探,设备、施工规范和组织管理有机融合;提出工序衔接关键在于“探得远,掘得快,支得住,运得出”。分析煤矿巷道特点,提出设备系列化、模块化设计规划,关键部件国产化发展方向。依托大数据分析和云计算平台,按照“以感知为基础,以信息融合为中心,以智能掘进为目标”的原则,规划TBM智能掘进技术体系;开发掘进智能控制软件——TBM-Smart,系统架构划分为数据采集层、数据分析层、实时决策层,包括七大功能模块。分析煤矿行业面临的瓶颈和未来发展,提出矿用TBM向“机械化换人、自动化减人、智能化解放人”方向发展。 展开更多
关键词 煤矿掘进 断面掘进 掘锚运同步 技术融合 智能化掘进
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全断面硬岩TBM滚刀磨损关键技术分析 被引量:13
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作者 张珂 王贺 +1 位作者 吴玉厚 赵凯军 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2009年第2期351-354,共4页
目的研究全断面硬岩掘进机(TBM)刀盘上滚刀的相关关键技术,分析破岩机理及滚刀的磨损问题.方法以双护盾TBM刀盘为研究对象,将岩石的硬脆特性与压痕断裂力学相结合,确定破岩机理及影响滚刀磨损的因素.确定滚刀布置原则、运动特性、破岩... 目的研究全断面硬岩掘进机(TBM)刀盘上滚刀的相关关键技术,分析破岩机理及滚刀的磨损问题.方法以双护盾TBM刀盘为研究对象,将岩石的硬脆特性与压痕断裂力学相结合,确定破岩机理及影响滚刀磨损的因素.确定滚刀布置原则、运动特性、破岩机理和滚刀磨损形式及其主要影响因素.结果结果表明,TBM刀盘设计制造要满足耐磨性的要求,滚刀布置要符合空间力系平衡,刀具高度应一致,高度差不应大于15 mm,防止刀盘滚刀会发生大面积磨损.除常规的检测刀具磨损外还要注重掘进过程中的参数观测,一旦发生特殊情况,应及时检测及更换刀具,防止其他刀具也受到损坏.结论刀盘设计要符合耐磨性要求,同时应增强对常规磨损参数检测和掘进参数的观测,控制滚刀磨损量,优化TBM掘进参数,防止大面积刀具磨损发生. 展开更多
关键词 断面掘进 滚刀 磨损 TBM刀盘
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全球首台煤矿斜井硬岩掘进机研制成功
10
作者 本刊通讯员 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2013年第8期136-136,共1页
近日,由中国铁建重工集团和神华集团联合研发,拥有完全自主知识产权的全球首台长距离大坡度煤矿斜井TBM(硬岩掘进机)在湖南长沙中国铁建重工集团总装车间顺利下线。它的成功研制,填补了全断面隧道掘进机在长距离大坡度煤矿斜井建... 近日,由中国铁建重工集团和神华集团联合研发,拥有完全自主知识产权的全球首台长距离大坡度煤矿斜井TBM(硬岩掘进机)在湖南长沙中国铁建重工集团总装车间顺利下线。它的成功研制,填补了全断面隧道掘进机在长距离大坡度煤矿斜井建设领域的应用空白,标志着我国现代化隧道施工装备达到世界一流水平。 展开更多
关键词 掘进 斜井 煤矿 断面隧道掘进 自主知识产权 神华集团 总装车间 施工装备
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全球首台煤矿斜井硬岩掘进机研制成功
11
《煤矿开采》 北大核心 2013年第4期77-77,共1页
目前,由中国铁建重工集团和神华集团联合研发、拥有完全自主知识产权的全球首台长距离大坡度煤矿斜井硬岩掘进机(TBM)在位于湖南省长沙市的中国铁建重工集团总装车间顺利下线。它的成功研制填补了全断面隧道掘进机在长距离大坡度煤... 目前,由中国铁建重工集团和神华集团联合研发、拥有完全自主知识产权的全球首台长距离大坡度煤矿斜井硬岩掘进机(TBM)在位于湖南省长沙市的中国铁建重工集团总装车间顺利下线。它的成功研制填补了全断面隧道掘进机在长距离大坡度煤矿斜井建设领域的应用空白,标志着我国现代化隧道施工装备达到世界一流水平。 展开更多
关键词 掘进 斜井 煤矿 断面隧道掘进 自主知识产权 神华集团 总装车间 施工装备
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全球首台煤矿斜井硬岩掘进机研制成功
12
《中国煤炭》 北大核心 2013年第9期128-128,共1页
由中国铁建重工集团和神华集团联合研发、拥有完全自主知识产权的全球首台长距离大坡度煤矿斜井硬岩掘进机(TBM)日前在位于湖南省长沙市的中国铁建重工集团总装车间顺利下线。它的成功研制填补了全断面隧道掘进机在长距离大坡度煤矿... 由中国铁建重工集团和神华集团联合研发、拥有完全自主知识产权的全球首台长距离大坡度煤矿斜井硬岩掘进机(TBM)日前在位于湖南省长沙市的中国铁建重工集团总装车间顺利下线。它的成功研制填补了全断面隧道掘进机在长距离大坡度煤矿斜井建设领域的应用空白, 展开更多
关键词 掘进 斜井 煤矿 断面隧道掘进 自主知识产权 神华集团 总装车间 大坡度
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TBM滚刀破岩贯入度数值仿真与掘进实验
13
作者 李晓斌 耿麒 黄雨枫 《南方农机》 2025年第7期118-121,128,共5页
【目的】解决硬岩下TBM掘进速度慢、破岩效率低、开展破岩试验获得最优掘进参数困难等问题。【方法】从岩石细观角度出发,构建了等效晶质岩石材料的三维颗粒簇离散元模型,选取70 mm的滚刀间距,以2 mm为间隔,从1~11 mm分6个不同级次的贯... 【目的】解决硬岩下TBM掘进速度慢、破岩效率低、开展破岩试验获得最优掘进参数困难等问题。【方法】从岩石细观角度出发,构建了等效晶质岩石材料的三维颗粒簇离散元模型,选取70 mm的滚刀间距,以2 mm为间隔,从1~11 mm分6个不同级次的贯入度对隧道花岗岩进行线性切割仿真研究,分析了贯入度对滚刀破岩效率的影响,总结了滚刀在切割时贯入度对滚刀力的影响规律,分析了现场TBM掘进参数并进行了仿真结果验证。【结果】1)仿真结果中,当贯入度超过3 mm时,滚刀平均滚动力随贯入度增加而增加的速率降低,贯入度等于3 mm时,滚刀破岩比能最低,滚刀破岩效率最高;2)分析现场掘进参数发现,在平均贯入度大于2.7 mm/r时,TBM进入稳定易掘进段;3)仿真模拟和现场工程试验得出的临界贯入度接近,验证了仿真模拟结果在工程领域应用的可靠性。【结论】本研究采用颗粒簇离散元方法模拟刀具贯入破岩过程是可靠的,可为TBM滚刀破岩机理研究提供有效手段,并为工程现场掘进提供理论依据。 展开更多
关键词 断面隧道掘进 滚刀 贯入度 效率
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隧道掘进机滚刀破岩动态荷载理论模型及试验研究 被引量:3
14
作者 孙浩凯 高阳 +2 位作者 朱光轩 徐飞 郑新雨 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1657-1670,共14页
滚刀荷载的动态信息(如峰值荷载、增长速度以及频率等)对保持全断面隧道掘进机系统稳定、控制刀盘振动等至关重要。目前的破岩力预测公式不足以满足刀盘受力及振动的求解需要。因此,基于离散化建模思路,将传统空腔膨胀理论的一维贯入运... 滚刀荷载的动态信息(如峰值荷载、增长速度以及频率等)对保持全断面隧道掘进机系统稳定、控制刀盘振动等至关重要。目前的破岩力预测公式不足以满足刀盘受力及振动的求解需要。因此,基于离散化建模思路,将传统空腔膨胀理论的一维贯入运动扩展至高维度的回转破岩中,对岩体参数及操作参数对荷载特性的影响进行了研究。并通过多组全尺寸回转破岩试验进行验证。结果表明:安装半径、转速以及贯入度的增大使单位时间内滚刀挤压的岩体体积增多、密实核边界速度升高,导致侵岩荷载的增长速度及频率均升高,荷载变化及刀盘振动更加剧烈。岩体强度的增大会导致荷载峰值及增长速度升高、频率降低。所建立的回转破岩动态荷载理论模型与试验结果相差5%以内,验证了该模型的准确性。 展开更多
关键词 断面隧道掘进(TBM) 空腔膨胀理论 密实核 尺寸回转破试验
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铁建重工制造的国内首台硬岩掘进机在吉林日进尺近75m
15
《隧道建设》 北大核心 2015年第5期418-418,共1页
由铁建重工自主研发制造的国内首台大直径全断面硬岩隧道掘进机(敞开式TBM)于2015年5月11日掘进73.8m,刷新了国外敞开式TBM在国内施工日进尺63.5m的记录。吉林省中部城市引松供水工程输水总干线隧洞具有长距离、大埋深、高应力、... 由铁建重工自主研发制造的国内首台大直径全断面硬岩隧道掘进机(敞开式TBM)于2015年5月11日掘进73.8m,刷新了国外敞开式TBM在国内施工日进尺63.5m的记录。吉林省中部城市引松供水工程输水总干线隧洞具有长距离、大埋深、高应力、高水压、高地温和易岩爆等技术难点。为了确保工程能够安全、环保、高效地进行,采用敞开式全断面隧道硬岩掘进机(TBM)进行施工。 展开更多
关键词 掘进 吉林省中部 国内 制造 断面隧道 供水工程 隧道掘进
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煤矿岩巷TBM掘进随掘地震信号特征及其应用 被引量:1
16
作者 党保全 郭立全 +2 位作者 张延喜 任永乐 李圣林 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第6期46-53,60,共9页
随掘地震超前探测技术可实现探掘平行,为巷道快速智能掘进场景下实时、精准地质保障提供了可能。随掘震源产生的是复杂、变频、连续信号,信号特征认知直接影响数据处理与成像精度,而目前针对岩巷全断面掘进机(TBM)随掘地震信号特征的认... 随掘地震超前探测技术可实现探掘平行,为巷道快速智能掘进场景下实时、精准地质保障提供了可能。随掘震源产生的是复杂、变频、连续信号,信号特征认知直接影响数据处理与成像精度,而目前针对岩巷全断面掘进机(TBM)随掘地震信号特征的认知仍不清晰,且暂时还没有针对性开展过信号处理与成像研究工作。针对上述问题,以谢桥煤矿瓦斯治理巷TBM随掘地震超前探测试验为例,分析了刀盘先导信号与岩壁接收信号的时间域、频率域及时频域特征:岩巷TBM随掘地震信号中不同振幅能量成分比例呈现金字塔形,但分布随机,不对称程度较高;机械运转信号能量较大,刀盘先导信号强度是岩壁接收信号的200倍左右;频率域变频特征明显;机械运转信号基础频率较低,刀盘先导信号频率成分主要集中在10~80 Hz与150~200 Hz,主频为36.99 Hz,岩壁接收信号频率成分主要集中在50~200 Hz,主频为137.97 Hz;刀盘先导信号较岩壁接收信号时频域能量团分布更为规则,多次震源激发现象明显,能量团之间的差异性特征表明了多次震源激发时振幅能量与持续时间的随机性。利用脉冲化算法与绕射叠加偏移成像方法对岩巷TBM随掘地震信号进行数据处理与成像试验,结果表明:(1)脉冲化等效单炮记录与利用常规震源得到的超前探测单炮记录特征一致性较强,同相轴清晰且连续性较好,可满足现场探测分析需要。(2)对探测范围内岩体情况的超前预报结果与实际揭露情况一致,说明岩巷TBM随掘地震超前探测可提供有效地质保障。 展开更多
关键词 煤矿掘进 随掘地震超前探测 随掘地震信号 断面掘进 刀盘先导信号 壁接收信号 绕射叠加偏移成像
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隧道掘进机撑靴导致洞壁破坏机理的研究 被引量:1
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作者 李泰灃 郑婕 +1 位作者 张千里 李涛 《铁道建筑》 北大核心 2016年第10期50-54,共5页
考虑隧道埋深、隧道洞径和围岩强度3种影响因素,采用有限元软件ABAQUS建模,分析了全断面隧道掘进机撑靴与隧道围岩的相互作用、围岩变形和破坏的规律,并与实测结果进行了对比。结果表明:随隧道埋深的增加,隧道围岩的稳定性逐渐增强;随... 考虑隧道埋深、隧道洞径和围岩强度3种影响因素,采用有限元软件ABAQUS建模,分析了全断面隧道掘进机撑靴与隧道围岩的相互作用、围岩变形和破坏的规律,并与实测结果进行了对比。结果表明:随隧道埋深的增加,隧道围岩的稳定性逐渐增强;随着隧道洞径的增大,隧道围岩的稳定性逐渐降低,但变化幅度较小;随着隧道围岩抗剪强度的降低,在撑靴荷载作用下隧道围岩的承载力逐渐降低,建议实际工程中隧道围岩的内摩擦角不能小于45°;3种影响因素中,隧道围岩的稳定性对于围岩强度的变化最为敏感,其次是隧道埋深,最后为隧道洞径;辽西北供水工程实测单侧撑靴支撑力为24 900~25 900 k N,可推断出单侧撑靴径向应力为5.72~5.95 MPa,与仿真计算结果一致。 展开更多
关键词 断面隧道掘进 撑靴 隧道 破坏模式 隧道施工 数值模拟
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临空面辅助的TBM滚刀群掘进试验与数值模拟
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作者 耿麒 赵振平 +7 位作者 陈建勋 刘伟伟 罗彦斌 马茂勋 李东 冯如兵 吴特力根 李坤 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第4期759-768,共10页
为了揭示临空面下全断面岩石隧道掘进机(TBM)滚刀群动态掘进效果,开展中导洞辅助下全尺度滚刀群掘进围岩室内试验,进行预切槽辅助下全尺度滚刀群掘进围岩数值模拟,评价分级刀盘式和水射流辅助式TBM的临空面辅助围岩掘进特性与效果.对于... 为了揭示临空面下全断面岩石隧道掘进机(TBM)滚刀群动态掘进效果,开展中导洞辅助下全尺度滚刀群掘进围岩室内试验,进行预切槽辅助下全尺度滚刀群掘进围岩数值模拟,评价分级刀盘式和水射流辅助式TBM的临空面辅助围岩掘进特性与效果.对于单轴抗压强度约为40 MPa的围岩,中导洞临空面结构呈“竖直—倾斜—水平—竖直”演化规律,影响区域集中在近临空面侧2~4把滚刀,临空面的临界间距和高度分别为180、130 mm,掘进推力降低10%~20%,围岩可掘进性提升6.7%~21.0%.破岩载荷随同心环预切槽深度增大而先减小后稳定,破岩效率随切槽深度增大而先提高后稳定.切槽深度的临界值为40 mm,与无预切槽情况相比,掘进推力减小至少36%,掘进效率提升至少56%.增大临空面影响范围可提升分级刀盘式TBW破岩掘进效果. 展开更多
关键词 断面隧道掘进 临空面 滚刀破 刀盘掘进 预切槽
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马蹄形隧道掘进机刀盘设计探讨 被引量:8
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作者 刘娇 《隧道建设》 北大核心 2017年第A01期204-211,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 隧道掘进 马蹄形断面 刀盘设计 软土
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预切缝辅助TBM滚刀破岩贯入荷载演化规律
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作者 蒋亚龙 徐彭楚璇 +2 位作者 曾建军 徐长节 熊扶阳 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期63-70,共8页
基于全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)滚刀贯入室内模型试验,研究了3种不同破岩模式(完整岩样破岩、同轨迹破岩和异轨迹破岩)在不同围压条件下高强度花岗岩样贯入荷载演化特征,重点揭示贯入荷载-贯入度特征曲线、峰值荷载... 基于全断面隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)滚刀贯入室内模型试验,研究了3种不同破岩模式(完整岩样破岩、同轨迹破岩和异轨迹破岩)在不同围压条件下高强度花岗岩样贯入荷载演化特征,重点揭示贯入荷载-贯入度特征曲线、峰值荷载、最大跌落幅值变化规律,获取不同破岩模式在不同围压条件下TBM滚刀受力特性。结果表明:1)高围压组贯入荷载-贯入度特征曲线较低围压组先跌落,跌落幅度较小,但其对应的贯入荷载并非峰值荷载,而低围压组初次跌落荷载为峰值荷载,且跌落幅值较大;2)在中高围压10~15 MPa时,峰值荷载及贯入荷载最大跌落幅值均最小,表明此围压范围较利于TBM的掘进;3)低围压条件下选用异轨迹破岩模式较同轨迹破岩模式能更有效地降低TBM滚刀贯入荷载,但同轨迹破岩模式的岩样发生楔裂破坏,其最大跌落幅值最小,更能减少刀具所受冲击荷载,减少刀具磨损。 展开更多
关键词 高强度超 断面隧道掘进 预切缝 模式 贯入荷载
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