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TBM施工隧道岩石耐磨性的相关性研究及数值模拟
| 论文题名： | TBM施工隧道岩石耐磨性的相关性研究及数值模拟 |
| 关键词： | 隧道工程;机械掘进;刀具磨损;岩石耐磨性 |
| 摘要： | 随着世界交通和供水的需求、设计理论的发展以及施工方法的不断进步,国内外修建隧道的长度、数量都在不断增加。常规钻爆法自身的缺点与不足,已无法满足隧道建设者们在大长隧道施工中安全、快速、文明的要求,隧道掘进机(TBM)的问世,实现了建设者们的理想,它使隧道施工机械化、标准化、流水作业化,给全社会带来了巨大的时间效益和经济效益。随着TBM在隧道施工中广泛应用后,相应的问题也显现出来。很多工程中TBM并没有取得令人满意的经济效益,究其原因,主要是刀具磨损过快,更换次数频繁,导致施工成本增加。引起刀具磨损的原因较多,TBM性能、刀具质量、隧道工程地质条件、掘进速度等都会不同程度引起刀具磨损失效。研究发现,在诸多影响刀具磨损因素中,岩石的耐磨性起着很大的作用,因此,选择岩石耐磨性作为研究内容,笔者认为很有必要。 本文首先介绍了TBM施工在国内外发展现状及其相对于常规钻爆法的优点,分析了刀具和岩石相互摩擦磨损的内在机理;从TBM施工现场采集了具有代表性的15种岩样,利用自制岩石耐磨仪对岩样耐磨值进行测定;对岩石常用的7个参数进行室内测定,并计算所测参数与岩石耐磨值的相关系数,分析它们的内在联系和规律;最后用有限元软件ABAQUS模拟岩石耐磨值测定过程,获得试验过程中岩样与钻头相互作用时应力的变化,并将其与岩石耐磨值建立了一定的关系。论文通过室内试验和数值模拟相结合,得到岩石耐磨性的主要影响因素,为日后刀具参数设计及TBM在不同地质条件下施工方法的确定上提供参考依据。 |
| 作者： | 刘良 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 崔中兴;张建山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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