岩石介电特性及微波加热升温规律分析

微波辅助TBM破岩是一种非常有潜力的提高硬岩隧道破岩效率的新型破岩技术。为研究常温和高温条件下岩石对微波的吸收能力,采用同轴传输/反射法测试原理设计了一套变温岩石介电特性测试系统,采用该系统对隧道施工中玄武岩、砂岩和花岗岩3种常见岩石进行了实验。结果表明:该系统能够准确地测量变温条件下岩石的介电特性,工业频率对岩石介电特性参数的影响不大,温度对岩石介电特性参数有一定的影响;常温和变温条件下,3种岩石介电常数虚部ε″和损耗正切tanθ的关系均为玄武岩>砂岩>花岗岩,3种岩石微波加热的升温规律和介电特性的规律保持一致;对岩石进行介电特性测试和升温规律分析,提前预判岩石对微波的吸收能力,可选择性地对具有良好微波破岩效果的隧道实行微波辅助机械破岩。

复杂工况下掘进机主驱动轴承性能试验研究

为了验证掘进机主驱动轴承性能,选用两套4.8 m级试验轴承,在轴承综合性能试验平台上开展复杂工况下的加载测试,分析不同工况参数对主驱动轴承性能的影响规律。结果表明:在规定工作载荷工况下,径向力Fr最大波动幅度为3.57%,轴承稳态轴向力和倾覆力矩的波动幅度最大不超过3%,主驱动轴承运行状态平稳。试验后对轴承进行拆解,轴承轴向游隙和径向游隙均满足轴承技术要求,且轴承状态良好。

TBM主驱动轴承受力分析及应用研究

为解决全断面硬岩隧道掘进机(TBM)作业过程中,因主轴承载荷谱预测困难而无法计算主轴承服役寿命的问题,开展基于滚刀-主轴承力流模型预测TBM主轴承载荷谱方法的研究,基于CSM模型与秋三藤三郎模型,建立滚刀破岩载荷预测模型。结合TBM作业工况与刀盘滚刀分布情况,根据理论计算模型与有限元分析模型,建立多工况的刀盘-主轴承力流模型得到原始载荷。考虑TBM强冲击工作环境对载荷谱的影响,对比现场监测振动数据,引入冲击载荷系数,建立计算模型,得到主轴承载荷谱。研究结果表明:1)TBM在全推力工况下的工作时间占比达65%;2)4种工况中轴向力与倾覆力矩变化较大,径向力较为稳定;3)在全推力工况下主轴承主要承受轴向力,最高达到14 374 kN,与有限元分析结果相差5%。最后将计算结果与TBM实际施工数据对比,验证了模型的准确性。

Modelica/MWorks的盾构液压推进系统建模与仿真

盾构推进系实现了盾构机的前进及转弯功能。针对盾构推进系统的结构特点,对系统中的各元器件进行原理结构分析并建立数学模型。基于Modelica语言在多领域仿真平台MWorks中建立推进系统动态特性分析的通用模型组件库,对推进系统的仿真模型进行动态特性分析。分析结果表明,换向过程中系统压力出现突变,系统震荡加剧,不利于系统的稳定;而系统中流量的波动变化较小,对系统稳定性影响较弱;减小压力波动对实现系统稳定意义重大。该模型符合盾构机在实际工况下推进系统的工作特性,在模型中能获得时域范围内系统的压力和流量脉动情况。

TBM双刃滚刀破岩过程模拟研究

采用ANSYS/LS-DYNA对TBM双刃滚刀破岩过程进行动态掘进仿真和动力学分析。根据济南R2线工程地质和TBM设备参数,建立双刃滚刀-岩石三维模型,通过对双刃盘形滚刀不同刀刃宽度、不同贯入度进行仿真,分析双刃滚刀受力情况,并与CMS模型对比,研究TBM双刃盘形滚刀刀刃宽度、贯入度在破岩过程中的影响。通过分析结果表明:当双刃滚刀贯入度在5~7 mm时,比耗能较小,对应双刃滚刀破岩效率较高;在贯入度定值下,随着刀刃宽度增加,侧向力与滚刀破岩力随之增加,刀刃宽度在16~20 mm时对应的破岩效率较高。通过分析双刃盘形滚刀破岩特征,对深入研究盘形双刃滚刀优化设计提高破岩效率具有重要的工程价值。

金刚石合成块自动化分离方案的层次分析–模糊评价

为设计研发金刚石合成块自动化分离设备,建立自动化分离方案的评估指标体系,提出3种金刚石合成块自动化分离方案并进行层次分析。取得各项指标的权重以及各方案在单一标准下的评分后,根据层次排序结论确定分离方案。对选中的分离方案进行模糊评价。运用单因素模糊综合判断法,根据评估指标体系进行评估并最终得到了总体的评价等级。结果表明:评估指标体系的精度与实验结果相符;利用层次分析法确定的方案满足生产企业的要求。

对景观园林工程施工与养护技术的探讨

园林工程是一项长期的工程项目，在做好园林的施工同时，更为重要的是要做好日常的养护工作。本文就园林施工与养护管理，分享了的自己的一些心得体会，并对目前社区绿化工作的重要性及当前小区园林绿化养护工作存在的问题，提出绿化养护应抓住的几个要点，希望能促进社区园林绿化养护管理工作有更好的发展。

起重机主梁拓扑优化设计研究

通过对桥式起重机主梁进行力学拓扑优化,用灵敏度过滤法分析不同过滤半径对优化结构的影响。选择合适的惩罚因子和过滤半径,解决了有限元拓扑优化的中部优化不稳定现象,使约束条件下主梁材料最优分布,使起重机主梁轻量化,同时提高基频。

变温岩石介电特性测试装置设计及应用

为了研究常温和高温条件下岩石对微波的吸收能力,根据同轴传输/反射法测试原理设计了一套变温岩石介电特性测试装置。该装置主要包括矢量网络分析仪、加热测温系统、测试平台、测试校准件和软件系统。该装置通过加热系统实现20~600℃范围隧道施工中岩石样本加热,以控制矢量网络分析仪测量被测材料的反射参数,结合定制的算法分析处理,得到材料介电常数,磁导率,损耗角正切。采用该装置对隧道施工中花岗岩、砂岩和玄武岩3种常见岩石进行了测试,并对测试结果进行了分析。应用结果表明:玄武岩介电特性明显优于红砂岩和花岗岩,玄武岩地层施工更适合采用微波辅助破岩。915和2 450 MHz频率下介电特性测试对测量结果基本无影响。该装置功能丰富,可用于开展隧道施工区间岩样介电特性测试,为筛选良好微波吸收性能路段提供试验平台。

正滚刀多目标优化布局与刀盘结构优化研究

为提高滚刀破岩效率,减少隧道掘进过程中更换滚刀次数,针对复杂岩石地质滚刀磨损速率不同和滚刀承受载荷差异化的特点,以滚刀磨损速率差异量、滚刀质心偏量、刀盘倾覆力矩为目标函数,结合滚刀分布的约束条件,建立了正滚刀布局优化模型.以济南某施工路段盾构机为例,进行正滚刀优化布局,优化后刀盘正滚刀磨损速率方差比优化前减小0.1347,质心偏量减小0.1097 mm,刀盘倾覆力矩减小9.6826 kN·m.同时为保证刀盘结构强度,通过疲劳分析发现盾构机刀盘疲劳寿命薄弱位置,并结合正滚刀布局优化完成了盾构机刀盘的结构优化,优化后刀盘最低疲劳寿命相比优化前提高52.10%,刀盘最小疲劳安全系数相比优化前提高12.11%.该研究可用于盾构机滚刀布局以及刀盘结构优化,对减少滚刀磨损量差异和提高隧道施工效率具有重大意义.

盾构刀盘再制造设计及数值模拟

盾构机刀盘结构设计的合理性影响到盾构机的工作效率、工程进展及工程的经济效益。介绍了刀盘再制造设计方案,并用数值模拟验证再制造刀盘可靠性。通过刀盘再制造节约了成本,提高了盾构机的利用率。

光斑形状对钻头W6Mo5Cr4V2钢激光熔覆TiAlSiN涂层性能的影响

以钻头W6Mo5Cr4V2高速钢为研究对象,分别以圆形与方形两类光斑实施激光熔覆,制得TiAlSiN涂层,比较涂层组织形态和力学性能特点。研究结果表明:涂层中存在BCC相与部分MC相,激光熔覆后生成了(Fe, Cr)固溶体。涂层中形成明显的胞状晶粒与许多弥散分布的细小颗粒物,方形光斑涂层形成许多不规则的树枝晶与颗粒形态的碳化物,提升了涂层均匀性。圆形光斑与方形光斑涂层达到比基体更大的硬度,方形光斑涂层比圆形光斑硬度更大,整体分布形态也更加均匀。圆形光斑涂层平均摩擦因数为0.72,方形光斑涂层平均摩擦因数为0.56;圆形光斑涂层呈现明显的黏着磨损特征,方形光斑涂层主要表现为磨粒磨损的特征。

泥水盾构穿越富水破碎带掘进参数研究

依托珠三角水资源配置工程某隧道破碎带区间,结合该工程的地质与水文状况,对地质破碎带区间段超前地质预报、注浆加固技术、管片结构与防水施工技术进行了探讨,并对泥水盾构在初入破碎带掘进参数进行了分析。通过研究为类似盾构破碎带施工工程提供经验,保证施工进度和施工安全。