基于改进LCPC测试方法的盾构隧道土体磨蚀性试验

法国桥梁道路实验室磨蚀性(Labroatoire Central de Ponts et Chaussées,LCPC)试验是测试土体磨蚀性的一种常用方法,但现有LCPC试验在评估盾构隧道土体磨蚀性时存在土体颗粒有效破碎率高、测试过程中颗粒级配变化较大等问题。鉴于此,采用圆形测试钢片替代原有矩形测试钢片,并进行对比试验。结果表明:改进后的圆形测试钢片比原有矩形测试钢片导致的土样颗粒有效破碎率大幅降低,提高了土样在LCPC试验过程中颗粒级配的稳定性;改进后的圆形测试钢片在测试过程中的磨损以磨粒磨损为主,有效剔除了冲击磨损,更符合盾构隧道工程特点;在以磨粒磨损为主时,2种测试条件下的磨损指数(LCPC abrasivity coefficient,LAC)值换算关系为LAC_(矩)=0.93LAC_(圆),其中LAC_(矩)为矩形钢片测试条件下的LAC_(值),LAC_(圆)为圆形钢片测试条件下的LAC值;改进后的试验方法准确评估了北京地铁19号线右安门外站—牛街站区间和大兴国际机场线3#风井—草桥站区间的圆砾卵石地层的磨蚀性。本研究对于提高LCPC试验方法评价盾构隧道土体磨蚀性的准确性提供了重要途径。

基于矿物加权硬度确定岩石磨蚀性的试验研究

准确预测岩石磨蚀性是隧道掘进机刀具设计和高效掘进的重要基础,岩石的矿物成分及含量是影响岩石磨蚀性的关键因素,采用岩石矿物加权硬度测试可为岩石磨蚀性评价提供一种新思路。选定白云岩、大理石、花岗岩等各种岩性岩石,平行开展矿物加权硬度试验和岩石磨蚀性试验,建立岩石磨蚀性指数和矿物加权硬度值的函数关系,并给出了岩石磨蚀性分级表。结果表明,岩石组成中莫氏硬度高的矿物比重越大,磨蚀试验中钢针磨损随之增加,宏观表现为岩石磨蚀性指数较高;基于矿物加权硬度确定岩石磨蚀性,能够避免使用钢针测试和磨损测量等繁杂工序,操作过程简单,结果准确;建立岩石磨蚀性指数和矿物加权硬度值的函数关系和分级表,可为隧道掘进机刀具参数选取提供直接依据,具有重要工程应用价值。

狮子洋隧道围岩磨蚀性研究

岩石磨蚀性通常以岩石磨蚀性指数CAI(cerchar abrasivity index)值来表示,它是反映盾构刀盘和刀具磨损的重要指数。以广深港客运专线狮子洋隧道工程为背景,对同等风化程度下的岩石进行Cerchar磨蚀性实验和岩石矿物X射线衍射分析实验,确定岩石磨蚀性指数CAI值和岩石矿物成分,并对岩石矿物组成与磨蚀性指数CAI值进行相关性分析。研究结果表明,同等风化程度下的岩石,岩石矿物组成对磨蚀性影响较大,岩石矿物加权硬度值H与CAI值有非常好的线性关系,且线性相关性要高于岩石等效石英含量Qeq与CAI值的线性相关性,岩石矿物加权硬度值更能准确地反映岩石矿物组成对磨蚀性的影响。狮子洋隧道围岩中砂岩磨蚀性最强,对刀具的磨损较大。另外狮子洋隧道围岩含有大量的砂粒胶结物,盾构施工过程中会产生大量的石英含量较高的岩粉,这些岩粉进入循环的泥水中,会对盾构刀盘、刀具和泥水管道造成一定的磨损。

引汉济渭秦岭隧洞高磨蚀性硬岩TBM滚刀磨损试验研究

引汉济渭工程秦岭输水隧洞TBM掘进施工在试掘进段因遭遇高磨蚀性硬岩地层,滚刀发生严重磨损,致使施工进度严重滞后。为降低刀具磨损,节约施工成本,加快施工进度,必须对刀具磨损进行准确预测。针对高磨蚀性地层,开展滚刀磨损预测研究;通过课题组前期研究结果,建立滚刀磨损理论预测模型;通过室内实验,建立滚刀磨损实验预测模型;通过现场试验,对室内实验模型及课题组前期研究建立的理论预测模型进行验证。结果表明,实验预测结果具有较高的准确性,相对误差在10%以内。

岩石磨蚀性指数分级讨论

隧道施工中,岩石的磨蚀性是影响各类破岩工具磨损的主要因素之一。国际上设计了许多评价岩石磨蚀性的小型试验,其中Cerchar试验因其操作简易性获得了普遍应用,其结果CAI(Cerchar Abrasivity Index)值能够较好地预测破岩工具连续、平稳的正常磨损,目前我国也广泛采用该试验进行岩石磨蚀性评价。由于我国引进该试验时间较晚,尚无国家试验规范,CAI值的等级划分不明确。本文收集了国际上各试验室与机构使用的分级标准,从CAI值分级所用的钢针硬度、CAI值对应的破岩工具磨损量、大量试验数据的分布3个方面综合比较,认为国际岩石力学协会推荐的CAI值分级比较合理。本文对国内Cerchar试验规范创立、岩石磨蚀性评价具有借鉴意义。

岩石磨蚀性指标(CAI)分析研究

岩石磨蚀性指标(CAI)是反映盾构或TBM刀盘和刀具受磨损的重要参数,用以评价岩石的磨蚀特性。该文以珠江三角洲水资源配置工程为背景,对不同岩性岩石进行物理力学指标测试和磨蚀性(CAI)指标统计,通过对岩石结构、自然吸水率、天然容重、抗压强度与CAI值进行统计分析及相关性研究,得出结晶岩结构紧密,测得岩石CAI值大,其离散小,磨蚀等级高;沉积岩的结构松散多样,测得岩石CAI值小,且离散大,磨蚀等级小;自然吸水率与CAI值具有负相关性;天然容重与CAI具有正相关性;软质岩的抗压强度与CAI相关性不明显,硬质岩的抗压强度与CAI具有正相关性;软质岩石在不同含水状态下,其CAI值不同。

极坚硬高磨蚀性岩层的凿岩研究

对影响凿岩效果的各因素做了对比试验和分析论证。指出了提高合金片钻头和柱齿钻头凿岩效率的最优匹配方法。同时认为，往齿钻头采用高韧性硬质含金齿与大冲击功凿岩机配套时，具有更广阔的前景。

砂岩磨蚀性在“天鲲号”绞吸挖泥船挖掘过程中的应用

广西某港航道扩建工程,重型绞吸船“天鲲号”疏浚典型风化砂岩时刀齿出现磨蚀和断裂现象,影响施工效率发挥。在分析疏浚风化砂岩抗拉强度和矿物成分特性指标基础上,结合疏浚岩石磨蚀性理论,推导出广西钦州砂岩磨蚀性指数与绞刀刀齿消耗的经验性关系公式,用来预测重型绞吸船挖掘风化岩石的绞刀齿消耗量。研究结果表明:1)中风化砂岩岩体完整性较好,单轴饱和抗压强度为9~41 MPa,疏浚岩土工程特性分级为12~13级。施工中风化砂岩岩体时绞刀刀臂和刀齿磨蚀断裂问题突出,中风化砂岩是影响疏浚效率的关键土质。2)创新性引入改进的Schimazek值F理论,综合考虑矿物成分种类、矿物含量、矿物硬度、岩石粒度和岩石饱和抗拉强度因素,来评估岩石材料的磨蚀性。3)基于疏浚岩石磨蚀性理论和施工参数,推导出“天鲲号”万方刀齿消耗量和改进Schimazek值F之间公式。4)预测“天鲲号”万方刀齿消耗量计算值和实测值的相对偏差绝对值在17.3%以下,可靠性良好,为疏浚岩石提供技术支撑。

冲击凿岩的岩石磨蚀性

冲击凿岩钻头的磨损是多种磨损机理共同起作用,主要是磨料磨损。影响岩石磨蚀性的主要因素是岩石的整体坚固程度和硬矿物含量。岩石磨蚀性系数是凿碎比功和硬矿物含量的函数,此结果已由模拟实验和实际凿岩试验所验证。

一种岩石磨蚀性实验

在TBM、盾构掘进过程中刀具磨损难以预测,一旦出现部分刀具磨损严重而未及时更换,则会影响整个刀盘刀具的寿命,将给施工工期和工程的经济效益带来严重的影响。为有效预测刀具磨损状况,从岩-机结合的角度出发,开展一种新的岩石磨蚀性实验方法研究。详细介绍该实验方法的原理、设备和具体操作方法及数据分析,并以广州地铁某施工项目为研究对象,通过岩石磨蚀性实验数据和现场刀具磨损数据的对比分析验证该实验研究方法的可靠性,并提供岩石磨蚀性指标参数来指导隧道工程的施工。

山东某港区风化花岗岩的特性及对疏浚管线的磨蚀性

基于强风化花岗岩具有遇水崩解软化的特性,从崩解土质在管线中运移规律以及土质颗粒分布、颗粒形状、圆度、硬度等方面,对管线输送物料过程中的磨损量进行分析评价。依据管线断面不同位置磨损量大小,提出管道底部磨损量大的主要原因是受到粒径在0.25-5 mm砾砂和粒径大于5 mm的花岗岩残块的摩擦、冲击和切削管道壁面作用所致,探讨了管道磨损规律。

岩石磨蚀性的试验研究

岩石磨蚀性的试验研究在探矿工程以及其它采掘工程中都具有重要的意义。 本文详细地叙述了一种测定岩石磨蚀性的方法。作者利用钻铣磨床改装而成的装置,在规定的条件下(轴压力15kgf,转速400r/min,时间10min),测定了25种岩石的磨蚀性指标;同时,还测定了在这些岩石中一字形钎头的磨次进尺、岩石的石英含量及粒度、岩石的压入硬度;并借助微机进行了数据处理与回归分析,对它们之间的相关性进行了评价。 实验与分析结果表明:利用简单易行的仪器来模拟工具在破碎岩石的过程中受到磨损的实质,在规定的条件下,测量标准物的磨损量,在数值上表征岩石的磨蚀性的方法是可行的;一字形钎头的磨次进尺是由岩石的磨蚀性和压入硬度共同决定的;影响岩石磨蚀性的主要因素是岩石的石英含量及粒度,岩石的压入硬度。

岩土磨蚀性试验在盾构法隧道工程中的应用

盾构法由于具有掘进速度快、不受施工场地条件限制、不影响地面建筑与交通设施、施工中无噪音和扰动等优点,在隧道工程中得到了广泛的应用。在盾构施工过程中,刀具磨损具有非常大的风险。如在砂卵石地层中施工时,刀具磨损严重会导致盾构推进困难甚至被迫开舱换刀,给整个工程的工期、造价带来严重影响,甚至威胁施工人员的安全;

粘湿料和高磨蚀性料混合物有效破碎的途径

粘湿料与高磨蚀性物料混合物的破碎是当今新型干法水泥生产中亟待解决的课题。作者在巢东水泥公司对这种混合物提出了预先将粘湿料分离出来之后再行破碎的生产工艺,并着手开发了与该工艺匹配的波动式给料筛分机和抗磨蚀重型反击式破碎机。

极坚硬高磨蚀性矿岩的凿岩研究

针对我国极坚硬高磨蚀性矿岩普遍存在凿岩效率低的问题，深入矿山现场，多次反复试验研究，提出了解决的途径。

岩石磨蚀性对金刚石钻进岩石可钻性效果的影响

本文归纳、综合分析与研究,总结出岩石腐蚀性对金刚石钻进岩石可钻性效果的相关性及影响的主要因素。

高硬度、高磨蚀性石灰石破碎系统改造

1原破碎系统存在的问题缅甸旦多淼5 000 t/d水泥生产线二期项目,石灰石原料的硬度和磨蚀性很高,其抗压强度达到130MPa左右,游离硅含量超过15%。石灰石破碎采用的是两段破碎系统,第一段为板式喂料机+颚式破碎机,第二段为板式喂料机+进口低速齿辊式破碎机。系统设计产量为700 t/h,出料粒度要求≤750mm(占95%)。

用于硬质磨蚀性土壤的斗轮挖掘机斗齿(续1988年第2期)

第二部分使用实例四、用于新加坡的斗轮挖掘机上的挖掘工具在新加坡,正在一项用斗轮挖掘机将45×10~6m^3的土从内地采下来,并通过13km长,横跨海岛的胶带运输机运到海岸,并将物料倾倒在海中的工程。这样就可以同时在内地和岸边得到可供使用的新场地。1.土壤状况“新加坡”本岛,从地质学观点来看可以分为两个范围:由火成岩(如坚硬的花岗岩)构成的中心丘陵地带和由硬化的水成岩构成的周围地带。

提高水工建筑物抗冲磨蚀性能对策探讨

当前,因为环境破坏造成的水土流失以及我国河流自身具有的多沙性,使得水工建筑必须具备良好的抗冲磨性。从我国当前运行之中的水电站来看,大坝泄水混凝土大多数都存在一定的冲磨破坏等问题,对水电站耐久性以及使用功能造成一定的影响,因此,一定要提升水工建筑抗冲磨性,本文针对这一问题进行阐述。

几种高磨蚀性物料的研究与分析

在对现有技术资料整理分析的基础上,从辊磨磨损机理出发,通过对几种高磨蚀性物料化学成分、矿物组成的分析,以及辊磨运行现场的调研,笔者认为:fSiO_2含量高是叶腊石、铅锌尾矿磨蚀性高的主要原因,矿渣、钢渣、镍渣中金属铁的含量是影响其磨蚀性的关键因素。