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软岩中TBM停机状态下岩机相互作用规律研究
被引量：
1
1
作者
司才龙
侯亚鹏
刘高
《人民长江》
北大核心
2024年第2期164-170,共7页
在软岩环境下使用TBM施工时,遇卡机等事故处理和设备检修更换常需TBM停机,预留变形量和停机时间是TBM安全运行的关键。依托白龙江引水工程六盘山泥岩隧洞,根据实际地质条件、隧道结构和TBM施工流程,采用数值计算的方法研究了TBM停机状...
在软岩环境下使用TBM施工时,遇卡机等事故处理和设备检修更换常需TBM停机,预留变形量和停机时间是TBM安全运行的关键。依托白龙江引水工程六盘山泥岩隧洞,根据实际地质条件、隧道结构和TBM施工流程,采用数值计算的方法研究了TBM停机状态下围岩的变形特征及其与护盾的相互作用,并分析了合理的预留变形量和停机时间。结果表明:①该工程砂质泥岩为极软岩,流变性显著且服从Cvisc和Burgers模型,预留足够的变形量和快速掘进可保证TBM安全通过;②在停机期间,围岩变形具有显著时空效应,变形先快后慢,垂直位移大于水平位移,护盾后部围岩位移大于前部;③岩机相互作用的时空效应表现为,自下而上、由后至前,相继经历无接触-局部接触-完全接触-强烈挤压的过程;④预留变形为10 cm时的TBM安全停机时间不宜超过7 d。研究成果对认识软岩中TBM停机期间岩机相互作用具有理论参考意义。
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关键词
软
岩
TBM
停
机
时间
流变
岩
机
相互作用
Cvisc模型
六盘山隧洞
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职称材料
旋切作用下岩石破碎机理及岩石可钻性的试验研究
被引量：
16
2
作者
冯上鑫
王善勇
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期1395-1404,共10页
为揭示钻头旋切作用下岩石破碎机理,开展地层岩石可钻性分布识别研究。基于自制的岩石旋转切割装置,分别对花岗岩、大理岩和石灰岩的标准岩样进行不同加载压力和旋转速度下的室内岩石旋切破碎试验,通过旋转切割装置中的钻进监测系统和...
为揭示钻头旋切作用下岩石破碎机理,开展地层岩石可钻性分布识别研究。基于自制的岩石旋转切割装置,分别对花岗岩、大理岩和石灰岩的标准岩样进行不同加载压力和旋转速度下的室内岩石旋切破碎试验,通过旋转切割装置中的钻进监测系统和高速摄像机分别记录岩石旋切破碎过程中钻进参数变化(加载压力、旋转速度和旋切扭矩)和岩石旋切破碎表象特征,并统计不同钻进条件下的破碎岩屑质量和尺寸分布等参数分析岩石旋切破碎控制因素。试验结果表明:岩石旋切破碎过程中,钻头在贯入和切割共同作用下呈螺旋线型侵入岩石内部并导致岩石分别发生贯入破碎、剪切破碎和拉伸破碎,其中部分大尺寸岩屑因吸收的切割破碎能较大而发生崩裂,但大部分破碎岩屑堆积在钻头切割路径内,增加了切割摩擦能;加载压力是岩石旋切破碎程度的主要影响因素,在相同加载压力下,破碎岩屑质量和尺寸分布分别受岩石抗压强度和抗拉强度影响;旋切扭矩与加载压力呈正线性关系,且岩石耐磨性和切割比能越高,该线性斜率也越高,而钻头旋转速度不影响该线性斜率变化。据此提出了不受钻进条件影响且仅与岩体固有属性(岩石固有切割比能和岩石摩擦因数)相关的岩石可钻性理论评价模型,并通过已有文献原位钻进数据验证了该岩石可钻性评价模型在实际工程中的有效性。
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关键词
岩
石可钻性
岩
石破碎
机岩相互作用
旋切扭矩
岩
石切割比能
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职称材料
利用HHO-LSTM-SVR模型预测TBM掘进参数
3
作者
满轲
曹子祥
+2 位作者
刘晓丽
宋志飞
刘汭琳
《铁道标准设计》
北大核心
2025年第8期123-132,共10页
针对单一模型对TBM掘进参数预测准确度低、泛化性低等问题,利用改进最小二乘法集成哈里斯鹰优化(HHO)算法优化的长短期记忆(LSTM)网络和支持向量机回归(SVR)算法,构建一种实现TBM掘进参数高精度智能预测的混合模型(HHO-LSTM-SVR模型)。...
针对单一模型对TBM掘进参数预测准确度低、泛化性低等问题,利用改进最小二乘法集成哈里斯鹰优化(HHO)算法优化的长短期记忆(LSTM)网络和支持向量机回归(SVR)算法,构建一种实现TBM掘进参数高精度智能预测的混合模型(HHO-LSTM-SVR模型)。利用HHO-LSTM-SVR模型进行不同隧道围岩等级TBM掘进参数预测,并选择哈里斯鹰优化算法优化的GRU模型和BP模型与HHO-LSTM-SVR模型进行预测误差对比分析,最后采用灰色关联度分析方法计算预测模型输入变量对输出变量的重要性。结果表明:隧道围岩等级越高,掘进参数的预测精度越高,Ⅱ级围岩各掘进参数平均相对误差绝对值为0.01,而Ⅳ级围岩为0.05;推力、转速和扭矩的预测精度相对较高,施工速度的预测精度最低;HHO-LSTM-SVR模型预测结果平均相对误差绝对值比各单一模型小57.68%,各单一模型预测性能相较于HHO-LSTM-SVR模型更低;TBM掘进不同等级的隧道围岩时岩机相互作用规律存在较大差异;利用改进最小二乘法集成组合2个单一模型可以有效提高模型预测准确度、泛化性和鲁棒性。
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关键词
TBM
掘进参数
隧道围
岩
等级
岩
机
相互作用
规律
HHO-LSTM-SVR模型
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职称材料
题名
软岩中TBM停机状态下岩机相互作用规律研究
被引量：
1
1
作者
司才龙
侯亚鹏
刘高
机构
甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司
兰州大学土木工程与力学学院
出处
《人民长江》
北大核心
2024年第2期164-170,共7页
文摘
在软岩环境下使用TBM施工时,遇卡机等事故处理和设备检修更换常需TBM停机,预留变形量和停机时间是TBM安全运行的关键。依托白龙江引水工程六盘山泥岩隧洞,根据实际地质条件、隧道结构和TBM施工流程,采用数值计算的方法研究了TBM停机状态下围岩的变形特征及其与护盾的相互作用,并分析了合理的预留变形量和停机时间。结果表明:①该工程砂质泥岩为极软岩,流变性显著且服从Cvisc和Burgers模型,预留足够的变形量和快速掘进可保证TBM安全通过;②在停机期间,围岩变形具有显著时空效应,变形先快后慢,垂直位移大于水平位移,护盾后部围岩位移大于前部;③岩机相互作用的时空效应表现为,自下而上、由后至前,相继经历无接触-局部接触-完全接触-强烈挤压的过程;④预留变形为10 cm时的TBM安全停机时间不宜超过7 d。研究成果对认识软岩中TBM停机期间岩机相互作用具有理论参考意义。
关键词
软
岩
TBM
停
机
时间
流变
岩
机
相互作用
Cvisc模型
六盘山隧洞
Keywords
soft rock
TBM
shutdown time
rheology
rock-shield interaction
CVisc
Liupanshan mudstone tunnel
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
TU94 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
旋切作用下岩石破碎机理及岩石可钻性的试验研究
被引量：
16
2
作者
冯上鑫
王善勇
机构
西安科技大学建筑与土木工程学院
澳大利亚纽卡斯尔大学工程学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期1395-1404,共10页
基金
ARC Discovery Project(DP210100437)。
文摘
为揭示钻头旋切作用下岩石破碎机理,开展地层岩石可钻性分布识别研究。基于自制的岩石旋转切割装置,分别对花岗岩、大理岩和石灰岩的标准岩样进行不同加载压力和旋转速度下的室内岩石旋切破碎试验,通过旋转切割装置中的钻进监测系统和高速摄像机分别记录岩石旋切破碎过程中钻进参数变化(加载压力、旋转速度和旋切扭矩)和岩石旋切破碎表象特征,并统计不同钻进条件下的破碎岩屑质量和尺寸分布等参数分析岩石旋切破碎控制因素。试验结果表明:岩石旋切破碎过程中,钻头在贯入和切割共同作用下呈螺旋线型侵入岩石内部并导致岩石分别发生贯入破碎、剪切破碎和拉伸破碎,其中部分大尺寸岩屑因吸收的切割破碎能较大而发生崩裂,但大部分破碎岩屑堆积在钻头切割路径内,增加了切割摩擦能;加载压力是岩石旋切破碎程度的主要影响因素,在相同加载压力下,破碎岩屑质量和尺寸分布分别受岩石抗压强度和抗拉强度影响;旋切扭矩与加载压力呈正线性关系,且岩石耐磨性和切割比能越高,该线性斜率也越高,而钻头旋转速度不影响该线性斜率变化。据此提出了不受钻进条件影响且仅与岩体固有属性(岩石固有切割比能和岩石摩擦因数)相关的岩石可钻性理论评价模型,并通过已有文献原位钻进数据验证了该岩石可钻性评价模型在实际工程中的有效性。
关键词
岩
石可钻性
岩
石破碎
机岩相互作用
旋切扭矩
岩
石切割比能
Keywords
rock drillability
rock fragmentation
rock-bit interaction
drilling torque
rock intrinsic specific energy
分类号
TD313 [矿业工程—矿井建设]
TD421.25 [矿业工程—矿山机电]
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职称材料
题名
利用HHO-LSTM-SVR模型预测TBM掘进参数
3
作者
满轲
曹子祥
刘晓丽
宋志飞
刘汭琳
机构
北方工业大学土木工程学院
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点试验室
出处
《铁道标准设计》
北大核心
2025年第8期123-132,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFC1504902)
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室资助项目(2019-KY-03)。
文摘
针对单一模型对TBM掘进参数预测准确度低、泛化性低等问题,利用改进最小二乘法集成哈里斯鹰优化(HHO)算法优化的长短期记忆(LSTM)网络和支持向量机回归(SVR)算法,构建一种实现TBM掘进参数高精度智能预测的混合模型(HHO-LSTM-SVR模型)。利用HHO-LSTM-SVR模型进行不同隧道围岩等级TBM掘进参数预测,并选择哈里斯鹰优化算法优化的GRU模型和BP模型与HHO-LSTM-SVR模型进行预测误差对比分析,最后采用灰色关联度分析方法计算预测模型输入变量对输出变量的重要性。结果表明:隧道围岩等级越高,掘进参数的预测精度越高,Ⅱ级围岩各掘进参数平均相对误差绝对值为0.01,而Ⅳ级围岩为0.05;推力、转速和扭矩的预测精度相对较高,施工速度的预测精度最低;HHO-LSTM-SVR模型预测结果平均相对误差绝对值比各单一模型小57.68%,各单一模型预测性能相较于HHO-LSTM-SVR模型更低;TBM掘进不同等级的隧道围岩时岩机相互作用规律存在较大差异;利用改进最小二乘法集成组合2个单一模型可以有效提高模型预测准确度、泛化性和鲁棒性。
关键词
TBM
掘进参数
隧道围
岩
等级
岩
机
相互作用
规律
HHO-LSTM-SVR模型
Keywords
TBM
tunnelling parameters
tunnel surrounding rock grade
rock-machine interaction pattern
HHO-LSTM-SVR model
分类号
U25 [交通运输工程—道路与铁道工程]
U455.43 [建筑科学—桥梁与隧道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
软岩中TBM停机状态下岩机相互作用规律研究
司才龙
侯亚鹏
刘高
《人民长江》
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
旋切作用下岩石破碎机理及岩石可钻性的试验研究
冯上鑫
王善勇
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
16
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
利用HHO-LSTM-SVR模型预测TBM掘进参数
满轲
曹子祥
刘晓丽
宋志飞
刘汭琳
《铁道标准设计》
北大核心
2025
0
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职称材料
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