巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）以其快速、高效、安全、環(huán)境友好和圍巖擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn),在地下工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。TBM破巖依賴于滾刀與巖石之間的相互作用,在滾刀侵入作用下巖石內(nèi)部產(chǎn)生損傷裂紋,相鄰裂紋擴(kuò)展貫通便形成巖片脫落,達(dá)到破巖的目的。因此,研究滾刀破巖過(guò)程中的特征有助于了解滾刀與巖石間作用規(guī)律,從而提高破巖效率。采用北京工業(yè)大學(xué)自主研制的大型機(jī)械破巖試驗(yàn)平臺(tái)并結(jié)合聲發(fā)射監(jiān)測(cè)技術(shù),研究了TBM滾刀破巖試驗(yàn)過(guò)程中的聲發(fā)射特征。針對(duì)破巖試驗(yàn),對(duì)聲發(fā)射采集參數(shù)進(jìn)行反復(fù)調(diào)試后,利用17英寸（432mm）常截面盤形滾刀,對(duì)尺寸為680mm×680mm×450mm北山花崗巖進(jìn)行了不同貫入度下的線性切割破巖試驗(yàn),并采集試驗(yàn)過(guò)程中的聲發(fā)射信號(hào)。分析了切割過(guò)程中聲發(fā)射能率的變化以及不同貫入度下的聲發(fā)射能量特征。利用db5小波基對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行小波變化去噪處理后,運(yùn)用基于AIC準(zhǔn)則的Geiger算法給出巖石損傷的聲發(fā)射定位。研究發(fā)現(xiàn),在滾刀切割巖石的過(guò)程中,聲發(fā)射能率與滾刀法向力具有相近的變化趨勢(shì),很好地反映出切割時(shí)能量釋放的過(guò)程。不同貫入度下切割時(shí)釋放的聲發(fā)射能量不同,能量隨貫入度增大而增加,可用于表征... 

【文章來(lái)源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

隧道掘進(jìn)機(jī)Fig.1-1Tunnelboringmachine

圖 1-2 盤形滾刀Fig.1-2 Disc cutter滾刀與巖石之間的互相作用，如圖 1-3互相垂直的方向上，分別為法向力、滾計(jì)。滾刀破巖過(guò)程其實(shí)是一個(gè)滾刀侵入滾刀侵入巖石的過(guò)程中，首先是滾刀下行刀刃正下方的碎屑被碾壓成粉并壓密傳入到巖石內(nèi)部，從而產(chǎn)生中心裂紋、生機(jī)制，分別有擠壓、剪切、拉伸或三利用一個(gè)滾刀侵入巖石時(shí)，若裂紋能擴(kuò)但會(huì)造成掌子面不平整，不利于 TBM用。相鄰滾刀下巖石裂紋相互擴(kuò)展直至整的巖面，有利于下一刀的進(jìn)行，如圖

圖 1-2 盤形滾刀Fig.1-2 Disc cutter 破巖依賴于滾刀與巖石之間的互相作用，如圖 1-3 所示。滾可分解到三個(gè)互相垂直的方向上，分別為法向力、滾動(dòng)力和側(cè)一般可忽略不計(jì)。滾刀破巖過(guò)程其實(shí)是一個(gè)滾刀侵入巖石和相的過(guò)程[6]。在滾刀侵入巖石的過(guò)程中，首先是滾刀下方的巖石隨著侵入的進(jìn)行刀刃正下方的碎屑被碾壓成粉并壓密成核，滾用通過(guò)該粉核傳入到巖石內(nèi)部，從而產(chǎn)生中心裂紋、徑向裂紋這些裂紋的產(chǎn)生機(jī)制，分別有擠壓、剪切、拉伸或三者綜合效進(jìn)行解釋[7]。利用一個(gè)滾刀侵入巖石時(shí)，若裂紋能擴(kuò)展至巖石塊從而脫落，但會(huì)造成掌子面不平整，不利于 TBM 的施工，刀間的互相作用。相鄰滾刀下巖石裂紋相互擴(kuò)展直至貫通形成片剝落形成平整的巖面，有利于下一刀的進(jìn)行，如圖 1-4 所示

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]掘進(jìn)機(jī)刀盤滾刀間距對(duì)北山花崗巖破巖效率的影響實(shí)驗(yàn)研究[J]. 龔秋明,何冠文,趙曉豹,馬洪素,李曉昭,張浩,苗崇通.  巖土工程學(xué)報(bào). 2015(01)
[9]滾刀線性侵入試驗(yàn)中巖石破裂模式研究[J]. 姚羲和,趙曉豹,龔秋明,馬洪素,李曉昭,唐偉,盧廣亮,何冠文.  巖土工程學(xué)報(bào). 2014(09)
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博士論文
[1]集成化聲發(fā)射信號(hào)處理平臺(tái)的研究[D]. 張平.清華大學(xué) 2002

碩士論文
[1]滾刀作用下北山花崗巖裂紋擴(kuò)展模式研究[D]. 苗崇通.北京工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3490711