-
题名激光辅助TBM盘形滚刀压头侵岩缩尺试验研究
被引量：11
- 1
-
-
作者
张魁
杨长
陈春雷
彭赐彩
刘杰
-
机构
湘潭大学机械工程学院
湘潭大学复杂轨道加工技术与装备教育部工程研究中心
湖南工程学院建筑工程学院
-
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期87-96,共10页
-
基金
国家自然科学基金项目(No.51704256,No.51804110)
湖南省自然科学基金项目(No.2020JJ4583,No.2017JJ3292)
+1 种基金
湖南省科技创新计划资助(No.2021RC2094)
湖南省教育厅科学研究项目一般项目(No.19C1756)。
-
文摘
为了验证高能激光技术能够辅助隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)盘形滚刀(以下简称滚刀)实现高效破岩,以滚刀破岩过程中基本的运动形式——侵岩为研究对象,参照17 inch(432 mm)工程用滚刀,按1:8的比例制备了缩尺比例滚刀压头(以下引述为滚刀压头),开展了以孔孔距(2、3、4、5 mm)、刀孔距(3、4、5、6、7 mm)为变量的激光辅助滚刀压头侵岩L_(20)(4×5)正交试验以及无激光作用的对照组试验。试验研究结果表明:随着刀孔距的增加,滚刀压头的破岩量与岩石破碎块度均增加,而垂直力和比能耗均降低,最优刀孔距为6 mm;随着孔孔距的增加,破岩量、垂直力和岩石侵入难度系数均降低,而岩石破碎块度和比能耗均增加,最优孔孔距为3 mm。与传统滚刀回转滚压破岩方式相比,在激光辅助作用下,可促进岩石张拉裂纹的产生,提高了滚刀侵岩效率。所提出的激光辅助滚刀耦合破岩模式在未来TBM极硬岩层隧道掘进中具有一定的应用前景。
-
关键词
隧道掘进机(TBM)
盘形滚刀
激光辅助
激光钻孔
侵岩
-
Keywords
tunnel boring machine(TBM)
disc cutter
laser-assisted
rock drilling
indentation
-
分类号
TU941
[建筑科学—建筑技术科学]
-
-
题名激光间歇钻孔辅助TBM滚刀侵入花岗岩试验研究
- 2
-
-
作者
聂雄
张康成
陈振宇
彭赐彩
林赉贶
张魁
-
机构
中铁山河工程装备股份有限公司
湘潭大学机械工程与力学学院
长城信息股份有限公司
中南大学机电工程学院
-
出处
《隧道建设（中英文）》
CSCD
北大核心
2024年第10期2041-2048,I0005-I0012,共16页
-
基金
国家自然科学基金项目(51704256)
湖南省科技创新计划项目(2021RC2094)
湖南省教育厅优秀青年项目(22B0127)。
-
文摘
针对隧道掘进机(TBM)掘进高承载压力、高强度、高石英含量等极端地层时盘型滚刀(简称滚刀)磨损严重导致其综合切削性能低下等问题,提出一种激光辅助破岩模式用于提高滚刀破岩效率;并以激光间歇钻孔辅助缩尺滚刀侵入花岗岩为例,设置测试组(预制激光孔)与对照组(无预制激光孔),进行给定孔-孔距为2 mm时不同刀-孔距的滚刀侵入岩石试验。通过对比2组中岩石的宏观碎裂、岩石碎裂负荷和比能(E_(SE))分析岩屑质量、破碎过程中滚刀所受垂直力以及耗能情况,讨论该方法的可行性和有效性。结果表明:1)破岩量随着刀-孔距的增大呈现出先增加后减小的趋势,在刀-孔距为5 mm时破岩量最大;2)在侵入深度为3 mm时,垂直力随着刀-孔距增加大致呈现出先减小后增大的趋势,在刀-孔距大于5 mm后,滚刀垂直力变化不大;3)E_(SE)随着刀-孔距的增加出现先下降后上升的趋势,其中刀-孔距为5 mm时E_(SE)最低。
-
关键词
TBM
激光钻孔
滚刀
侵岩试验
-
Keywords
tunnel boring machine
laser-drilling hole
disc cutter
rock penetration test
-
分类号
U45
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
-
