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题名敞开式TBM刀盘振动特性及影响因素研究
- 1
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作者
李宗林
周振梁
雷可
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机构
北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室
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出处
《土木工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期43-51,共9页
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基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助(2024JBMC046)。
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文摘
敞开式TBM掘进过程会产生剧烈的刀盘振动,在不同的围岩类别和掘进参数条件下,刀盘振动存在显著差异。为进一步揭示刀盘振动特性及其影响因素的内在联系,本文依托新疆某水工隧洞开展TBM刀盘振动现场监测,分别从振动方向、围岩类别和掘进参数三方面对刀盘振动特征进行统计分析。研究结果表明:刀盘环向振动能量最大;随着围岩类别从Ⅱ类到Ⅳ类,刀盘振动强度明显下降,均方根频率变化不大;刀盘振动强度整体与RPM和Th呈正相关关系,与Prev呈负相关关系,随Tor增大呈先减小后增大趋势,与PR无明显相关性;刀盘振动均方根频率只与RPM存在较强的正相关关系,受其他掘进参数影响不大。研究成果可为基于刀盘振动的围岩感知及掘进参数优化控制提供参考。
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关键词
TBM
刀盘振动
特征分析
影响因素
围岩类别
掘进参数
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Keywords
TBM
cutterhead vibration
feature analysis
influencing factors
surrounding rock classification
tunneling parameter
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分类号
U455.4
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名TBM掘进刀具磨损实时监测技术及刀盘振动监测分析
被引量：16
- 2
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作者
张晓波
刘泉声
张建明
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机构
武汉大学土木建筑工程学院
武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室
中铁第四勘察设计院集团有限公司
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出处
《隧道建设》
北大核心
2017年第3期380-385,共6页
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基金
国家重点基础研究发展计划"973"项目(2015CB058102
2014CB046904)
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文摘
受制于施工环境,TBM(tunnel boring machine)刀具磨损及刀盘振动实时监测问题一直难以解决。基于此,对滚刀和刮刀分别提出了基于电涡流传感器及电阻格栅的磨损实时监测系统,并通过试验建立了输出电压信号与磨损量之间的关系;同时,对吉林引松工程直径为8.03 m的隧道掘进机进行刀盘振动现场监测,并对振动响应进行时域及频域分析。结果表明:在一定地质条件下,随着贯入度的增大,刀盘振动值逐渐变大;刀盘空转频域曲线表现为局部峰值、整体幅值较小的特点,正常掘进时振动幅值明显较大的几个频率范围与刀盘空转时几个波峰对应的频率范围相同,在制作刀盘时其固有频率要尽量避开这几个频率范围,防止产生共振。
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关键词
TBM
刀具磨损
电涡流传感器
电阻格栅
刀盘振动监测
振动响应分析
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Keywords
TBM
cutter wear
eddy-current sensor
resistance grid
cutterhead vibration monitoring
vibration responseanalysis
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分类号
U455.3
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名盾构掘进中刀盘振动分析
被引量：10
- 3
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作者
敖日汗
张义同
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机构
天津大学机械工程学院
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出处
《机械设计》
CSCD
北大核心
2010年第2期27-29,共3页
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基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2007CB714001)
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文摘
针对不均匀地层中盾构施工引起的刀盘振动问题,建立刀盘有限元计算模型,并基于振动结构模态分析理论,分析盾构刀盘的模态特性,得到刀盘振型分析的结果同盾构掘进中出现的实际问题现象相一致。另外,以模态分析的结果为依据,分别从刀盘底座直径及柔度变化的角度分析对刀盘模态的影响,提出增大刀盘模态的方法及对刀盘结构设计的建议,从而可避免由于刀盘所受冲击与振动所致的联接螺栓松动及联接部件裂纹。此设计建议可应用于其它盾构刀盘的结构设计中,具有较大的工程实用价值。
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关键词
刀盘振动
模态分析
有限单元法
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Keywords
vibration of cutter disc
modality analysis
finite element method
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分类号
TH113
[机械工程—机械设计及理论]
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题名基于正常掘进工况下的TBM刀盘振动限值研究
被引量：3
- 4
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作者
叶尔肯·扎木提
杨峰
许陪玉
霍军周
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机构
新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局
大连理工大学机械工程学院
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出处
《组合机床与自动化加工技术》
北大核心
2022年第6期159-163,共5页
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基金
国家自然科学基金(51875076)
国家重点研发计划(2018YFB1306701)。
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文摘
刀盘作为TBM施工过程中实现破岩功能的关键部件,极端环境极易引起刀盘的剧烈振动,且刀盘的长期剧烈振动会导致结构开裂、失效等问题。因此,以TBM刀盘为研究对象,通过有限元与动力学仿真,确定正常掘进工况下的刀盘振动限值。首先,基于滚刀破岩动态载荷模拟仿真及CSM模型得到不同围岩类别下的滚刀载荷谱,使之作为刀盘外激励;其次,利用Ansys对刀盘进行瞬态动力学仿真,得到刀盘的最大等效应力,再以许用应力进行衡量;最后,利用Adams对TBM主机多自由度动力学模型进行动力学仿真,得到不同岩石类别正常掘进工况下的刀盘振动加速度,从而得到刀盘的振动限值。
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关键词
TBM
刀盘振动
正常掘进工况
振动限值
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Keywords
TBM
cutter head vibration
normal driving condition
vibration limit
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
TG501
[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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题名基于蜻蜓算法的甘蔗收获机刀盘振动SVM预测模型
被引量：6
- 5
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作者
宋俊敏
李尚平
周永权
钟家勤
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机构
广西民族大学信息科学与工程学院
广西高校复杂系统与智能计算重点实验室
钦州学院机械与船舶海洋工程学院
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出处
《农机化研究》
北大核心
2018年第1期20-28,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51465006
61463007)
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文摘
甘蔗收获机切割器刀盘振动是影响甘蔗宿根切割质量的一个关键因素,因此寻找复杂因素对刀盘轴向振动的影响规律并实现对刀盘振动的预测与控制有着至关重要的作用。为解决传统预测方法精度低、参数选取盲目等问题,提出一种基于蜻蜓算法的甘蔗收获机刀盘振动支持向量机预测模型。该方法利用蜻蜓群体寻优的过程实现对支持向量机参数的优化,并将优化后的支持向量机对刀盘振动进行预测。通过Mat Lab进行20次仿真实验,并与BP神经网络预测模型和传统支持向量机预测模型的预测结果进行比较,实验数据表明:基于蜻蜓算法的支持向量机预测模型具有更高的预测精度和泛化能力。结果显示:基于蜻蜓算法优化的支持向量机对刀盘振动预测的拟合率达到了99.99%,有效提高了甘蔗收获机刀盘振动的预测精度,从而表明基于蜻蜓算法优化的支持向量机预测模型对实现甘蔗收获机刀盘振动预测的有效性,为后续甘蔗收获机宿根切割质量的智能化预测及实现对甘蔗收获机减振的结构优化设计提供了有效依据。
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关键词
刀盘振动
蜻蜓算法
支持向量机
参数优化
预测模型
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Keywords
cutter vibration
dragonfly algorithm
support vector machine
parameter optimization
prediction model
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
S225.53
[农业科学—农业机械化工程]
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题名803E掘进机刀盘振动问题浅探
被引量：17
- 6
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作者
张红星
张宁川
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机构
中铁隧道股份有限公司
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出处
《隧道建设》
2007年第6期76-78,111,共4页
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文摘
大伙房引水隧道工程TBM2标采用德国W irth公司型号为803E的掘进机。掘进过程中刀盘振动问题较为严重,导致联接螺栓超常松动和联接部件裂纹,影响了施工进度和设备的完好率。从该机主机受力结构的动刚度以及刀盘结构形式方面浅探该机刀盘振动问题,并与Robb ins公司掘进机的主体结构进行比较,试图提出选型和设计方面的建议。
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关键词
803E掘进机
主机结构
动刚度
静刚度
刀盘振动
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Keywords
803E TBM
main machine
dynamic stiffness
static stiffness
cutter head vibration
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分类号
U455.39
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名复合地层下盾构施工模态系统刀盘荷载及振动特性研究
被引量：17
- 7
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作者
王鲁琦
刘海宁
李苗
周建军
刘汉东
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机构
盾构及掘进技术国家重点实验室
华北水利水电大学岩土工程与水工结构研究院
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出处
《隧道建设》
北大核心
2017年第1期103-112,共10页
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基金
国家高技术研究发展计划("863"计划)专项(2012AA041802)
盾构及掘进技术国家重点实验室开放基金(SMBT2012K002)
+1 种基金
福建省地质灾害重点实验室开放基金(FJKLGP2012K004)
华北水利水电大学研究生教育创新计划基金(YK2015-12)
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文摘
基于苏埃通道盾构工程和盾构及掘进技术国家重点实验室的盾构施工模态系统的刀盘实体,利用JHC本构模型对岩体进行仿真,通过显示动力学软件LS-DYNA对不同模式下的滚刀群切削复合地层进行数值模拟,并结合滚刀、刀盘的力学分析及傅立叶变换函数,得到滚刀和刀盘的三向荷载-时间历程曲线及荷载的频谱图。通过分析荷载曲线及频谱图可知:1)在荷载特性方面,切削过程中滚刀和刀盘荷载均具有突变性、随机性和冲击性;当滚刀运动经过软硬岩层交界面时,滚刀切点荷载发生突变,有可能发生剧烈震荡。2)在振动特性方面,刀盘荷载的频率主要集中在0~5 Hz,属于典型的低频振动,并与滚刀的频率分布一致;软岩及硬岩仅对滚刀荷载的幅值产生影响,对其频率分布影响有限。结合刀盘在软硬不均地层条件下静力学的分析结果,确定刀盘在不均匀受力状态下的最大应力、应变位置,为苏埃通道滚刀破岩物理模型试验刀盘测试系统的构建提供了依据。
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关键词
复合地层
盾构
模型试验
刀盘荷载
刀盘振动
LS-DYNA
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Keywords
composite strata
shield
model test
load on cutterhead
cutterhead vibration
LS-DYNA
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分类号
U455.3
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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题名基于振动时频图像的TBM隧道围岩级别感知方法研究
- 8
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作者
周振梁
李庆楼
郑修和
张惠兰
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机构
北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室
中铁第一勘察设计院集团有限公司
新疆水发建设集团有限公司
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出处
《土木工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第S1期72-79,共8页
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基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助(2024JBMC046)。
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文摘
为解决不停机条件难以准确获取开挖面围岩条件的问题,开发了一种基于振动时频图像的TBM隧道围岩级别感知方法,实现了对刀盘振动信息进行了全域提取,并依托西北某引水隧道通过卷积核大小、批量尺寸、迭代次数和时频变换方法等方面对围岩级别感知方法进行应用和优化,验证了方法对围岩的感知效果。研究表明,基于振动时频图像的围岩级别感知方法通过加速度传感器对TBM振动数据进行采集,并进行时频变换获得振动频谱图像,然后通过卷积神经网络对围岩级别进行预测;随着围岩条件变好振动的频率分布范围逐渐变大、频带逐渐变宽,高频部分的能量在逐渐增长,Ⅱ级围岩的频率最大值达到了400Hz左右;以LeNet网络结构为基础建立的围岩级别感知方法可准确对围岩级别进行分类,通过对模型进行优化,围岩级别感知方法的平均准确率可达96.2%。
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关键词
TBM
刀盘振动
时频变换
图像识别
围岩感知
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Keywords
TBM
cutterhead vibration
time-frequency transformation
image recognition
surrounding rock perception
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分类号
U455
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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