检索结果-内蒙古大学图书馆

煤炭学报 2025年第1期50卷 115-131页

作者：程桦谢鲍姚直书荣传新林键安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽大学资源与环境工程学院安徽合肥230601 安徽建筑大学安徽省岩土工程智能建造与灾变防控重点实验室安徽合肥230601

针对西部地区侏罗系地层钻井法施工深大立井滚刀磨损严重问题,以西部某煤矿北一回风井钻井法凿井工程为研究对象,提出一种钻井法凿井滚刀磨损评估方法。首先,基于现场调研分析不同地层滚刀磨损程度及磨损分布特征,并提出相关量化指标;其... 详细信息

针对西部地区侏罗系地层钻井法施工深大立井滚刀磨损严重问题,以西部某煤矿北一回风井钻井法凿井工程为研究对象,提出一种钻井法凿井滚刀磨损评估方法。首先,基于现场调研分析不同地层滚刀磨损程度及磨损分布特征,并提出相关量化指标;其次,对竖井钻机岩渣开展现场预处理,采用图像识别方法进行后处理,统计分析了岩渣几何形貌,并使用类指数分布函数描述其累积分布规律;此后,以皮尔逊系数为相关性评价指标探究了岩渣颗粒分布及矿物成分对滚刀磨损指标的影响,阐明了西部地区钻井法凿井滚刀易磨损致因;最后,基于相关性分析方法,选取若干主要影响参数,使用非线性拟合工具给出了针对不同岩层的滚刀磨损指标预测公式,并提出现场更换滚刀的评估方法。结果表明:钻井法凿井滚刀磨损与岩层地质条件密切相关,不同地层单位进尺消耗滚刀数量依次为:泥质胶结泥性地层>钙质胶结泥、砂互层地层≈钙质、铁质胶结砂性地层>极弱胶结砂性地层,西部钻井法凿井刀盘深磨区易集中于b、c、d刀圈,而中心刀及其附近区域多为浅磨区;岩渣几何形貌统计特征可间接反映不同地层单位进尺滚刀磨损程度,西部地区砂系、泥系地层岩渣粒径分布符合类指数函数,相关系数R 2为0.976~0.997,根据拟合函数得到的岩渣均匀系数与磨损均匀性指标相关性最高,泥性地层及泥、砂互层地层滚刀磨损加剧的原因可归结为岩渣泥化、砂化;以岩渣圆度分布的箱宽、大颗粒占比、均匀系数、岩石磨蚀性指数为滚刀磨损主要表征参数,得到适用于不同地层的滚刀磨损预测模型,与现场实测对比,模型预测成功率达90.9%;提出的滚刀磨损评估方法可为现场提钻换刀决策提供有益参考。

关键词：钻井法凿井岩渣颗粒分布矿物成分滚刀磨损评估方法

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盾构滚刀磨损的影响因素敏感性分析及预测

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山东大学学报(工学版) 2025年第1期55卷 86-96页

作者：孙尚渠张恭禄蒋志斌李朝阳山东科技大学土木工程与建筑学院山东青岛266590

以汕头湾海底隧道盾构段的监测数据为基础,基于数理统计法和机器学习法探究不同影响因素对滚刀磨损的敏感性程度。确定4个对滚刀磨损有明显影响的因素,分别为掘进距离、转速、转程和旋转角;建立以上述4个影响因素作为神经网络输入节点... 详细信息

以汕头湾海底隧道盾构段的监测数据为基础,基于数理统计法和机器学习法探究不同影响因素对滚刀磨损的敏感性程度。确定4个对滚刀磨损有明显影响的因素,分别为掘进距离、转速、转程和旋转角;建立以上述4个影响因素作为神经网络输入节点的反向传播神经网络(backpropagation neural network,BPNN)的滚刀磨损预测模型,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)对预测模型进行优化并开展预测研究。结果表明:相较于BP模型,GA-BP模型的决定系数R2从0.7064提高到0.8239,预测精度明显提升,说明GA能够明显提高BPNN模型的预测能力。

关键词：滚刀磨损敏感性分析数理统计反向传播神经网络遗传算法

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基于能量法的TBM滚刀磨损机理分析研究

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机械工程学报 2018年第1期54卷 36-43页

作者：耿麒魏正英任军辉西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室

滚刀的磨损消耗是全断面岩石隧道掘进机(Tunnel boring machines,TBM)掘进成本的重要组成部分。针对于此,基于中国秦岭和挪威R?ss?ga硬岩隧道的实际工程数据,使用能量分析的方法对滚刀磨损进行了分析研究。提出了滚刀刃单位磨损功和等... 详细信息

滚刀的磨损消耗是全断面岩石隧道掘进机(Tunnel boring machines,TBM)掘进成本的重要组成部分。针对于此,基于中国秦岭和挪威R?ss?ga硬岩隧道的实际工程数据,使用能量分析的方法对滚刀磨损进行了分析研究。提出了滚刀刃单位磨损功和等效磨损函数,通过分析刀盘上不同区域滚刀的运动、受力和磨损机制,建立了基于各刀位滚刀破岩载荷、滚刀安装参数和TBM掘进参数的滚刀刃单位磨损功计算公式。通过求解8.8 m和7.23 m直径TBM的等效磨损函数,并计算相应的滚刀刃单位磨损功,对比分析了不同刀盘、不同地质条件和不同刀盘区域的滚刀磨损,发现:等效磨损函数与滚刀寿命系数(CLI)成反比,等效磨损函数的对称轴位置取决于滚刀布局,对称轴位置的滚刀破岩和磨损状态最理想。揭示了刀盘内侧和外侧区域滚刀高磨损率的原因,提出了增大刀盘内侧滚刀间距、增大30°~40°倾角的边滚刀数目的滚刀布局建议。

关键词：全断面岩石掘进机滚刀磨损能量分析等效磨损函数

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盘形滚刀磨损预测模型

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煤炭学报 2015年第6期40卷 1290-1296页

作者：杨延栋陈馈李凤远周建军盾构及掘进技术国家重点实验室(中铁隧道集团有限公司) 河南郑州450001

盾构或TBM长距离掘进硬岩施工中,不可避免地会遇到盘形滚刀磨损问题。通过分析滚刀的磨损机理,确定了滚刀最主要的直接磨损机制是基于塑性去除的磨粒磨损;基于Rabinowicz磨粒磨损方程和CSM滚刀破岩力模型,通过近似计算和数学推导,建立... 详细信息

盾构或TBM长距离掘进硬岩施工中,不可避免地会遇到盘形滚刀磨损问题。通过分析滚刀的磨损机理,确定了滚刀最主要的直接磨损机制是基于塑性去除的磨粒磨损;基于Rabinowicz磨粒磨损方程和CSM滚刀破岩力模型,通过近似计算和数学推导,建立了滚刀直接磨损的磨损速率和线磨损速率预测模型;并通过广州地铁7号线9标和广深港狮子洋隧道正滚刀的磨损数据进行了验证。结果表明,基于材料磨损机制建立滚刀磨损预测模型的可行性,所建立的预测模型也能较准确地反映滚刀的真实磨损情况。所建立的滚刀磨损速率模型可用于预测不同安装半径滚刀的正常掘进距离,所提出的滚刀线磨损速率可以作为衡量滚刀耐磨蚀性的重要指标;并且给出了滚刀磨损速率、线磨损速率与地层抗压强度、刀刃屈服强度、滚刀安装半径、滚刀直径、刀刃宽度、刀间距、贯入度等参数之间的定量关系;但该模型仅适用于正滚刀和中心刀的正常磨损预测,对于边滚刀还需考虑二次磨损。

关键词：滚刀磨损预测模型磨损机制耐磨蚀性

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抽水蓄能电站TBM硬岩掘进滚刀磨损研究

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隧道建设(中英文) 2024年第S2期44卷 470-477页

作者：姜桥王双敬荆留杰施云龙魏晓龙李鹏宇杨晨中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

为分析TBM硬岩掘进时刀盘分区滚刀的磨损规律,以文登抽水蓄能电站排水廊道TBM硬岩掘进滚刀磨损数据为例,通过对滚刀运动形式的分析,研究中心滚刀异常磨损机制,建立基于掘进参数的滚刀磨损量预测模型。研究结果表明:1)硬岩掘进过程中刀... 详细信息

为分析TBM硬岩掘进时刀盘分区滚刀的磨损规律,以文登抽水蓄能电站排水廊道TBM硬岩掘进滚刀磨损数据为例,通过对滚刀运动形式的分析,研究中心滚刀异常磨损机制,建立基于掘进参数的滚刀磨损量预测模型。研究结果表明:1)硬岩掘进过程中刀盘在最大推力作用下无法有效破岩,滚刀半径与安装半径不协调造成中心滚刀区域异常磨损;2)提出的滚刀磨损预测模型可准确反映出掘进参数、掘进进尺和安装半径的综合影响。

关键词：抽水蓄能电站 TBM 滚刀磨损掘进参数磨损预测

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基于声发射和改进灰关联度分析的TBM滚刀磨损状态评估方法

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中国铁道科学 2019年第3期40卷 65-71页

作者：李宏波孙振川周建军翟乾智盾构及掘进技术国家重点实验室研发部河南郑州450001 中铁隧道局集团有限公司广东广州511458

针对隧道掘进机TBM滚刀在施工过程中磨损快、磨损严重,且缺乏有效检测方法问题,提出基于声发射和改进灰关联度分析的TBM滚刀磨损评估方法。选取无磨损和不同磨损程度的滚刀,通过TBM岩机作用试验平台进行滚刀磨损声波检测,采用声发射数... 详细信息

针对隧道掘进机TBM滚刀在施工过程中磨损快、磨损严重,且缺乏有效检测方法问题,提出基于声发射和改进灰关联度分析的TBM滚刀磨损评估方法。选取无磨损和不同磨损程度的滚刀,通过TBM岩机作用试验平台进行滚刀磨损声波检测,采用声发射数据采集系统采集滚刀的声波;采用最小均方根自适应滤波算法去除声波中的干扰噪声,利用改进灰关联度分析算法计算散点声波多特征参量的综合状态评估值,建立滚刀状态与综合状态评估值区间一一对应的原始数据库。在工程现场TBM滚刀刀座上搭载声发射传感器,对滚刀进行声波检测,然后采用上述方法计算其综合状态评估值;将其在原始数据库中进行比对,找到对应的滚刀状态,实现对TBM滚刀磨损的评估。该方法能有效消除声发射异常散点样本和单一特征参量的影响,准确反映TBM滚刀磨损状态。

关键词：隧道掘进机滚刀磨损声发射技术 LMS自适应滤波灰关联度分析

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基于多个隧道掘进机工程数据回归分析的滚刀磨损评价方法

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中国机械工程 2021年第11期32卷 1370-1376页

作者：杨延栋孙振川张兵闫长斌盾构及掘进技术国家重点实验室郑州450001 中铁隧道局集团有限公司广州511458 郑州大学土木工程学院郑州450001

为了评价不同隧道工程围岩对隧道掘进机(TBM)滚刀磨损的影响,解决滚刀磨耗难以准确预测的问题,基于北疆供水二期、吉林引松供水、陕西引汉济渭、大瑞铁路高黎贡山、深圳地铁10号线等多个隧道(洞)工程TMB滚刀磨损数据,选取岩石单轴抗压... 详细信息

为了评价不同隧道工程围岩对隧道掘进机(TBM)滚刀磨损的影响,解决滚刀磨耗难以准确预测的问题,基于北疆供水二期、吉林引松供水、陕西引汉济渭、大瑞铁路高黎贡山、深圳地铁10号线等多个隧道(洞)工程TMB滚刀磨损数据,选取岩石单轴抗压强度、岩石等效石英含量、岩石磨蚀性指标、岩体完整性指标、滚刀破岩体积磨损速率等参数进行数据回归分析。结果表明:岩石磨蚀性指标与单轴抗压强度和等效石英含量的乘积成对数函数关系,滚刀破岩体积磨损速率与岩体完整性系数和岩石磨蚀性指标的乘积成指数函数关系,滚刀刀圈寿命与岩体完整性系数和岩石磨蚀性指标的乘积成负指数函数关系。并并在此基础上,建立了岩石磨蚀性和滚刀磨损性的分级评价准则。

关键词：隧道掘进机滚刀磨损评价方法工程数据回归分析

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双护盾TBM滚刀磨损及换刀判定案例分析

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隧道建设（中英文） 2019年第12期39卷 2081-2087页

作者：翟乾智周建军李宏波王利明盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001 中铁隧道局集团有限公司广东广州511458

为解决硬岩地质条件下双护盾TBM滚刀磨损及滚刀换刀时机的选取问题,以深圳轨道交通10号线孖雅区间隧道双护盾TBM项目为依托,从现场滚刀磨损实测数据和换刀频次数据入手,结合滚刀安装半径下的理论破岩体积,建立滚刀磨损、破岩体积与换刀... 详细信息

为解决硬岩地质条件下双护盾TBM滚刀磨损及滚刀换刀时机的选取问题,以深圳轨道交通10号线孖雅区间隧道双护盾TBM项目为依托,从现场滚刀磨损实测数据和换刀频次数据入手,结合滚刀安装半径下的理论破岩体积,建立滚刀磨损、破岩体积与换刀频次的关系。依据滚刀安装半径和滚刀磨损量,得到不同滚刀安装半径下的单位破岩体积磨损量,据此分析出各不同刀位的有效破岩磨损,得到盘形滚刀在不同刀位的磨损规律;根据不同刀位下滚刀总磨损量和各刀位的换刀频次,计算得到深圳硬岩地区双护盾TBM不同刀位的磨损规律以及正面滚刀最大磨损量作为换刀控制参数的滚刀检查更换原则,为今后在硬岩地层中滚刀布置和滚刀更换提供建议。

关键词：双护盾TBM 滚刀磨损单位破岩体积磨损量换刀频次滚刀平均磨损量

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刮渣斗与紧邻滚刀夹角对滚刀磨损影响研究

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隧道建设（中英文） 2021年第3期41卷 349-355页

作者：周建军翟乾智马利王利明李宏波赵海雷盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450001 中铁隧道局集团有限公司广东广州511458 中铁隧道股份有限公司河南郑州450001

针对新疆某输水工程所用的多种TBM刀盘,为研究不同刀盘在掘进过程中滚刀磨损差异,从现场2台TBM(4#和5#)滚刀实测磨损数据入手,利用数值归纳方法研究了刮渣斗数量、刮渣斗与紧邻滚刀夹角对滚刀磨损的影响。通过向量分析方法得到以下结论:... 详细信息

针对新疆某输水工程所用的多种TBM刀盘,为研究不同刀盘在掘进过程中滚刀磨损差异,从现场2台TBM(4#和5#)滚刀实测磨损数据入手,利用数值归纳方法研究了刮渣斗数量、刮渣斗与紧邻滚刀夹角对滚刀磨损的影响。通过向量分析方法得到以下结论:(1)刮渣斗的布设数量对滚刀磨损的影响较为显著,刮渣斗布设多的滚刀磨损较小,刀盘设计时应多布设刮渣斗。(2)滚刀应尽量布设在紧邻前方刮渣斗处。(3)相邻刮渣斗之间布设多把滚刀时,应确保外侧滚刀紧邻前方刮渣斗布设。

关键词： TBM 刮渣斗滚刀磨损夹角刀盘向量

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基于现场试验的TBM滚刀磨损分析及预测

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隧道建设（中英文） 2019年第11期39卷 1914-1921页

作者：秦银平张竹清孙振川陈馈杨延栋盾构及掘进技术国家重点实验室河南郑州450000 中铁隧道局集团有限公司广东广州511458 厦门轨道交通集团有限公司福建厦门361021

为准确判断和预测滚刀磨损生命周期,指导TBM安全、高效施工,采用现场跟踪试验和理论预测模型相结合的方法对滚刀磨损进行分析研究。由滚刀磨损机制分析得到,TBM滚刀磨损主要为磨粒磨损;基于滚刀破岩磨损现场跟踪试验,分析TBM滚刀磨损失... 详细信息

为准确判断和预测滚刀磨损生命周期,指导TBM安全、高效施工,采用现场跟踪试验和理论预测模型相结合的方法对滚刀磨损进行分析研究。由滚刀磨损机制分析得到,TBM滚刀磨损主要为磨粒磨损;基于滚刀破岩磨损现场跟踪试验,分析TBM滚刀磨损失效形式,并结合刀盘刀具分布特点,研究滚刀磨损规律特性。基于Rabinowicz磨粒磨损简化计算模型,引入CSM滚刀破岩模型,构建滚刀磨损速率、线性磨损速率预测模型,对比分析高黎贡山正洞TBM 2000 m掘进里程滚刀磨损实测数据与理论模型预测结果。结果表明:1)正滚刀磨损发生规律性变化,中心滚刀易出现侧向滑移,边滚刀发生二次磨损;2)TBM滚刀理论预测与实测分析结果的相对误差小于10%,可准确预测滚刀磨损,同时得到正滚刀磨损速率与刀具、围岩物理参数具有相应的定量关系。

关键词：现场试验滚刀磨损磨损预测磨损速率隧道 TBM

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