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题名岩石介电特性及微波加热升温规律分析
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作者
李帅远
卢高明
洪开荣
周建军
闫长斌
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机构
盾构及掘进技术国家重点实验室
郑州大学土木工程学院
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出处
《地下空间与工程学报》
CSCD
北大核心
2023年第5期1489-1496,共8页
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基金
国家自然科学基金(42002281)
河南省自然科学基金(202300410002,212300410325)
+1 种基金
中国中铁股份有限公司科技开发计划(2020-重大-06)
中铁隧道集团科技创新计划(隧研合2020-11)。
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文摘
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。
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关键词
微波辅助TBM破岩
硬岩隧道
同轴传输/反射法
介电特性
升温规律
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Keywords
microwave-assisted TBM rock fragmentation
hard rock tunnel
coaxial transmission/reflection method
dielectric properties
temperature rise law
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分类号
P31
[天文地球—固体地球物理学]
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题名变温岩石介电特性测试装置设计及应用
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作者
李帅远
卢高明
洪开荣
周建军
杨延栋
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机构
盾构及掘进技术国家重点实验室
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出处
《实验室研究与探索》
CAS
北大核心
2022年第11期81-84,99,共5页
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基金
国家自然科学基金项目(42002281)
河南省自然科学基金项目(202300410002,212300410325)
+1 种基金
中国中铁股份有限公司科技开发计划(2020-重大-06)
中铁隧道集团科技创新计划(隧研合2020-11)。
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文摘
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。
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关键词
同轴传输/反射法
介电特性
变温
岩样测试
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Keywords
coaxial transmission/reflection method
dielectric properties
variable temperature
rock sample test
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分类号
TN98
[电子电信—信息与通信工程]
TP2
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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