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基于线性切割试验碴片分析的滚刀破岩效率研究 被引量：23
1
作者 龚秋明 周小雄 +2 位作者 殷丽君 何冠文 苗崇通 《隧道建设》 北大核心 2017年第3期363-368,共6页
为了研究碴片形状与TBM破岩效率之间的关系,应用机械破岩试验平台对北山花岗岩进行线性切割试验。通过对试验所形成的碴片进行粗糙度指数、扁平度以及长轴分析,发现不同滚刀间距及贯入度下所形成的碴片有很好的规律。TBM破岩效率越高,... 为了研究碴片形状与TBM破岩效率之间的关系,应用机械破岩试验平台对北山花岗岩进行线性切割试验。通过对试验所形成的碴片进行粗糙度指数、扁平度以及长轴分析,发现不同滚刀间距及贯入度下所形成的碴片有很好的规律。TBM破岩效率越高,所形成的碴片大岩块的长轴更长,粗糙度指数更大,同时碴片也更加扁平。将粗糙度指数与比能进行回归分析,二者具有很好的线性关系。对于北山花岗岩,当刀间距与贯入度的比值为40左右时,TBM破岩效率最高。因此,碴片分析对评价TBM的破岩效率和优化施工具有重要意义。 展开更多
关键词 TBM 碴片 破岩效率 滚刀破岩试验 线性切割试验
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全尺度TBM滚刀线性切削花岗岩试验研究 被引量：12
2
作者 贺飞 田彦朝 +2 位作者 尚勇 马洪素 殷丽君 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第12期2063-2070,共8页
为了研究滚刀刃宽、刀间距和贯入度等关键参数对滚刀破岩过程的影响规律,基于全尺度线性切削试验平台,使用CCS型盘形滚刀开展了不同参数条件下的花岗岩切削试验。使用13 mm和17 mm 2种刃宽的滚刀,在60、65、70、75、80 mm刀间距和0. 5、... 为了研究滚刀刃宽、刀间距和贯入度等关键参数对滚刀破岩过程的影响规律,基于全尺度线性切削试验平台,使用CCS型盘形滚刀开展了不同参数条件下的花岗岩切削试验。使用13 mm和17 mm 2种刃宽的滚刀,在60、65、70、75、80 mm刀间距和0. 5、1. 0、2. 0、3. 0、3. 5、4. 0、4. 5、5. 0、6. 0 mm贯入度条件下,直线切削单轴抗压强度约140 MPa的岩石,获取破岩法向力、滚动力等载荷数据,并计算各次切削试验的破岩比能。研究结果表明:1)平均法向力和滚动力随刃宽、贯入度和刀间距的增大而增大,但增长速率有所不同; 2)刃宽和贯入度对平均破岩载荷的影响程度明显强于刀间距; 3)刃宽对平均法向力的影响程度强于对平均滚动力的影响程度; 4)对不同的刃宽和刀间距,破岩比能总体上随贯入度的增大先减小后增大,而刃宽的增大会引起破岩比能的增大。 展开更多
关键词 TBM 滚刀 破岩机制 线性切削试验 破岩比能 花岗岩
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岩石复合地层滚刀线性切割破岩试验研究 被引量：9
3
作者 龚秋明 吴帆 殷丽君 《隧道与地下工程灾害防治》 2019年第2期67-73,共7页
复合地层在硬岩掘进机(tunnel boring machines,TBM)隧道施工过程中不可避免,其对施工的影响不容忽视。应用北京工业大学机械破岩试验平台对青砂岩与泥岩组成的复合地层进行不同贯入度下的线性切割试验,通过对破岩现象、滚刀力、比能及... 复合地层在硬岩掘进机(tunnel boring machines,TBM)隧道施工过程中不可避免,其对施工的影响不容忽视。应用北京工业大学机械破岩试验平台对青砂岩与泥岩组成的复合地层进行不同贯入度下的线性切割试验,通过对破岩现象、滚刀力、比能及岩屑组成等分析,探讨复合地层的破岩机理及效率。研究发现两种岩石滚刀力存在巨大差异,并且差值随着贯入度增加迅速加大,青砂岩岩屑以粗角砾和小碎石为主,泥岩岩屑以角砾为主。此类岩石复合地层破岩可简化为滚刀对不同岩石破岩效果的组合,可为类似地层TBM设计及施工提供参考。 展开更多
关键词 复合地层 线性切割试验 破岩机理 破岩效率
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PDC 钻头齿的破岩机理和性能测试方法研究现状
4
作者 李彦操 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第5期553-567,共15页
聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)钻头,是钻井工程中主要破岩工具之一。PDC钻头切削齿的破岩效率、耐磨性、热稳定性和抗冲击性等性能指标对PDC钻头的使用效果影响很大,相关研究在国内外备受关注。本文总结了国... 聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,PDC)钻头,是钻井工程中主要破岩工具之一。PDC钻头切削齿的破岩效率、耐磨性、热稳定性和抗冲击性等性能指标对PDC钻头的使用效果影响很大,相关研究在国内外备受关注。本文总结了国内外有关PDC钻头齿破岩机理和性能测试的实验装置、测试方法等代表性成果,按照PDC钻头齿与岩石相互作用的方式,相关实验主要包括5大类:PDC钻头齿直线切削实验、旋转切削实验、落锤冲击实验、PDC钻头单齿静压实验以及全尺寸PDC钻头实验;按照测试目的,又可分为PDC钻头齿的破岩机理和性能测试2大类。通过调研分析这些实验研究的优缺点,以期为PDC钻头齿的研究与优化、PDC钻头的整体个性化设计等提供参考。 展开更多
关键词 PDC钻头齿 直线切削实验 旋转切削实验 落锤冲击实验 PDC单齿静压实验 全尺寸PDC钻头实验
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刃型参数对滚刀破岩影响的线性切割试验
5
作者 龚秋明 吴帆 +2 位作者 马帅 郑彦龙 殷丽君 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1098-1108,共11页
采用北京工业大学自主研制的机械破岩试验平台,分别应用V刃、平刃和圆刃滚刀对重庆青砂岩进行线性切割破岩试验。基于破岩现象和试验数据,从滚刀力、刀刃应力、比能和岩渣等方面研究刃型参数对滚刀破岩机理和效率的影响,并讨论不同刃型... 采用北京工业大学自主研制的机械破岩试验平台,分别应用V刃、平刃和圆刃滚刀对重庆青砂岩进行线性切割破岩试验。基于破岩现象和试验数据,从滚刀力、刀刃应力、比能和岩渣等方面研究刃型参数对滚刀破岩机理和效率的影响,并讨论不同刃型滚刀的适用性。研究结果表明:刃型参数会影响岩石内部裂纹扩展模式,改变滚刀破岩机理。圆刃滚刀的破岩曲线呈线性增长趋势,刀尖接触应力较高,滚刀力较小,刀刃下方径向裂纹扩展充分,岩片多为“两侧薄、中间厚”,滚刀更容易侵入岩石,但滚刀的受力状态不好;平刃滚刀的破岩曲线呈幂函数增长趋势,刀尖接触应力小,岩石损失范围更小,破岩裂纹平直扩展并产生扁平状岩片,破岩相对较难,但刀具受力状态较好;V刃滚刀破岩性能介于圆刃与平刃滚刀之间。无论何种刃型的滚刀,随着贯入度增加,岩石内部裂纹扩展范围加大,刀刃接触应力呈降低趋势。对于重庆青砂岩而言,圆刃滚刀比能最低,破岩效率最优。 展开更多
关键词 滚刀刃型 线性切割试验 破岩效率 刀刃应力 岩渣参数
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滚刀破岩引致岩石振动特性试验研究 被引量：4
6
作者 薛亚东 廉旭 +1 位作者 李兴 周杰 《隧道建设（中英文）》 北大核心 2018年第A02期337-344,共8页
隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)技术是一种安全高效的隧道工程施工方法。在TBM掘进中,滚刀刀盘系统与岩石相互作用时会产生振动现象,其振动特性与破岩机制均会影响到TBM的掘进效率和刀盘刀具的使用寿命。通过制作大尺寸砂浆材... 隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)技术是一种安全高效的隧道工程施工方法。在TBM掘进中,滚刀刀盘系统与岩石相互作用时会产生振动现象,其振动特性与破岩机制均会影响到TBM的掘进效率和刀盘刀具的使用寿命。通过制作大尺寸砂浆材料试件,采用自主研制的TJ-TS500型线性切割试验平台,设计较为精细的振动测试系统,进行滚刀线性切削试验。试验方案考虑切深、切割速度以及试样节理特征等因素,同时在切削过程中对滚刀三向力以及试样的振动信号进行监测。通过对采集的振动信号进行快速傅里叶变换(fast Fourier transformation,FFT),分析不同切削参数条件下的滚刀破岩振动特性。 展开更多
关键词 隧道掘进机(TBM) 盘形滚刀 振动特性 线性切割试验
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不同间距和倾角的岩石节理对TBM滚刀破岩的影响 被引量：3
7
作者 王滨 李尧 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第29期13066-13074,共9页
在隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)开挖过程中会遇到表面节理条件不同的围岩,影响TBM操作参数的选取和施工效率。为研究节理条件对滚刀力的影响,设置了3种岩面切缝方案模拟不同间距和角度的节理岩石进行线性切割试验,观察岩面... 在隧道掘进机(tunnel boring machine, TBM)开挖过程中会遇到表面节理条件不同的围岩,影响TBM操作参数的选取和施工效率。为研究节理条件对滚刀力的影响,设置了3种岩面切缝方案模拟不同间距和角度的节理岩石进行线性切割试验,观察岩面破坏情况,收集岩渣并记录滚刀破岩的三向力和振动信号,从岩体破坏、刀具振动情况分析贯入度、切缝的间距和角度对滚刀破岩效果的影响。结果表明:滚刀法向力和滚动力均随着贯入度的增大而增大;切缝间距400 mm比间距200 mm的岩样所需的破岩力更大,但是破岩效果较差;斜切缝岩样相比平行切缝岩样所需破岩力更低而破岩效果较好。在此基础上利用多元线性回归方法建立了滚刀力预测模型,具有较高的预测精度。 展开更多
关键词 隧道工程 线性切割试验 贯入度 节理间距 表面节理角度 滚刀力
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地应力对TBM滚刀破岩力影响室内试验研究 被引量：3
8
作者 彭星新 《铁道建筑技术》 2020年第2期1-4,9,共5页
为研究地应力对隧道掘进机(TBM)滚刀破岩力的影响,采用北京工业大学研制的机械破岩试验平台分五个双向等围压模拟地应力对重庆青砂岩进行室内全尺寸线性切削试验。结果表明,围压对TBM滚刀破岩的影响可划分为三个阶段,即强化效应阶段、... 为研究地应力对隧道掘进机(TBM)滚刀破岩力的影响,采用北京工业大学研制的机械破岩试验平台分五个双向等围压模拟地应力对重庆青砂岩进行室内全尺寸线性切削试验。结果表明,围压对TBM滚刀破岩的影响可划分为三个阶段,即强化效应阶段、损伤效应阶段和破裂效应阶段。本文深入揭示围压对盘形滚刀受力性能的影响,为川藏线地应力条件下TBM开挖时刀盘动力参数设计与施工运行参数优化提供参考。 展开更多
关键词 隧道掘进机(TBM) 线性切削试验 滚刀围压 岩石切削力
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椭圆形罩LSC侵彻钢锭试验与三维数值模拟 被引量：5
9
作者 武双章 顾文彬 +1 位作者 刘建青 李旭锋 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期600-606,共7页
为了获得椭圆形罩线型聚能装药(LSC)射流侵彻钢锭的特点和规律,采用实际切割试验和三维数值模拟(ANSYS/LS-DYNA)相结合的方法对椭圆形罩线性聚能装药射流侵彻钢锭过程的特点和规律进行了研究。结果表明,切割深度随炸高的增加先增加后下... 为了获得椭圆形罩线型聚能装药(LSC)射流侵彻钢锭的特点和规律,采用实际切割试验和三维数值模拟(ANSYS/LS-DYNA)相结合的方法对椭圆形罩线性聚能装药射流侵彻钢锭过程的特点和规律进行了研究。结果表明,切割深度随炸高的增加先增加后下降,在一定炸高范围内表现出对炸高的不敏感性,最佳炸高为60 mm;随着炸高的增加,侵彻钢锭横断面形状的底部宽度从55 mm增至75 mm,中间的侵彻深度从70 mm增至84 mm,两端的侵彻深度从40 mm增至70 mm,切口剖面形状更趋于平缓;数值模拟获得的侵彻结果与切割试验获得的结果基本一致。该三维数值计算模型可以用来模拟实际的切割器,获得的切割钢锭的特点和规律能够较好地反映实际切割过程。 展开更多
关键词 爆炸力学 线型聚能装药 侵彻机理 三维数值模拟 切割试验 椭圆形罩
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腈纶短纤维线密度测定方法对比分析
10
作者 陈通 董春艳 陈莹玮 《合成纤维工业》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期57-60,共4页
运用数理统计方法,对手梳中段称重法和振荡法测定腈纶短纤维线密度进行了对比分析。结果表明:两种方法测定腈纶短纤维的线密度的数据分布均匀,符合正态分布,其平均值和方差存在显著性差异,两种方法不能互相代替;手梳法测定腈纶的线密度... 运用数理统计方法,对手梳中段称重法和振荡法测定腈纶短纤维线密度进行了对比分析。结果表明:两种方法测定腈纶短纤维的线密度的数据分布均匀,符合正态分布,其平均值和方差存在显著性差异,两种方法不能互相代替;手梳法测定腈纶的线密度耗时长,过程复杂,而振荡法则耗时短,过程简单;建议采用振荡法测定腈纶短纤维的线密度。 展开更多
关键词 聚丙烯腈纤维 短纤维 线密度 手梳中段称重法 振荡法 检验 统计技术
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