中国博士后科学基金(20060400670)
- 作品数：8 被引量：128H指数：6
- 相关作者：宋克志王梦恕袁大军安凯孙谋更多>>
- 相关机构：鲁东大学北京交通大学同济大学更多>>
- 发文基金：中国博士后科学基金国家科技攻关计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程建筑科学更多>>
- 复杂岩石地层盾构掘进效能影响因素分析被引量：48
- 2007年
- 基于现场掘进试验和岩石点荷载强度试验,对泥岩、砂岩交互地层条件下泥水盾构的掘进效能及其影响因素进行研究。利用现场采集的数据,运用回归分析的方法,主要分析盾构掘进效能与岩石强度、刀盘推力及刀盘扭矩的关系。研究成果表明,岩石强度越高,刀盘每转切深和掘进速率就越低,二者呈幂函数曲线关系;随着刀盘推力的增大,切深呈幂函数关系增加;而随着刀盘切深的增加,刀盘扭矩则呈线性增加。对比两种地层的掘进特性,相对而言,泥岩地层掘进效能较高,但需要较大的扭矩,而在砂岩地层掘进需要较大的推力才能获得理想的掘进效能。
- 宋克志孙谋
- 关键词：隧道工程盾构刀盘扭矩泥岩砂岩
- 盾构隧道施工盘形滚刀推力分布规律研究被引量：18
- 2008年
- 盾构掘进时,刀盘由油缸推压到工作面上,滚刀与岩石之间产生相互作用。为研究各滚刀推力分布规律,分析影响滚刀与岩石相互作用的影响因素,指出掘进过程中滚刀推力分布主要与岩石刚度有关。假设滚刀与岩石弹性点接触,建立刀盘与岩石相互作用的三维弹性支点力学模型并进行了简化,运用有限元方法对其进行分析与比较。研究表明,刀盘上各滚刀的推力分布并不均匀,滚刀布置稀少处的推力较高,面刀推力均比边刀推力高出40%～60%。相同的刀盘形式,滚刀布置方式不同,其推力分布差异较大。最后,运用蒙特卡罗有限元方法,分析岩石刚度变化对滚刀推力分布的影响,岩石越软,滚刀推力分布越均匀;反之,滚刀推力分布的均匀性越差。在硬地层中掘进时,个别推力高的滚刀磨损严重,换刀频繁,影响了施工进度。因此,该部位的滚刀布置值得进一步研究。
- 宋克志李传明袁大军曲振成王梦恕
- 关键词：隧道工程盾构盘形滚刀
- 基于盾构掘进参数的岩石可切割性模糊识别被引量：6
- 2008年
- 基于重庆越江隧道盾构掘进参数和模糊识别原理,对岩石的可切割性进行研究。对典型泥岩和砂岩进行现场点荷载强度试验,利用数据采集、存储系统,获取与典型泥岩和砂岩相应的盾构刀盘推力及掘进速率,并运用多元回归分析方法建立典型泥岩和砂岩地层下的盾构掘进速率预测模型,并构建盾构掘进速率特性空间,依据岩性对空间进行划分,用掘进速率表征相应岩石的可切割性。将样本岩石的掘进速率与典型岩石的掘进速率之差定义为距离,利用模糊识别原理,建立掘进速率与归一化距离的对应关系,获得样本岩石掘进速率对典型岩石的掘进速率的隶属度,从而建立岩石可切割性识别函数。重庆越江隧道沿线围岩以泥岩、砂岩及泥岩夹砂岩交互变化为特征,属于软岩～中硬岩系列,岩石软硬变化范围不是很大。因此,将岩石可切割性划分为软、中软及中硬三个级别,对掘进过程中岩石的可切割性进行识别。识别结果是隧道施工阶段工程地质勘察报告的有益补充,增强了盾构掘进控制的科学性和准确性,为预测刀具磨损和确定换刀时机提供了科学的参考依据。
- 宋克志孙树贤袁大军王梦恕
- 关键词：隧道工程盾构掘进参数掘进速率模糊识别
- 基于盾构掘进参数分析的隧道围岩模糊判别被引量：34
- 2009年
- 以重庆主城越江排水隧道工程的地层条件为背景,基于施工现场盾构掘进试验,运用模糊数学方法,对盾构掘进过程中隧道围岩状况判别的理论和方法进行了研究。结合盾构掘进的特点和刀盘切割岩石的基本原理,提出了比推力和比扭矩的概念,建立了不同围岩条件下的比推力(SF)和比扭矩(ST)模糊集合,探讨和揭示了刀盘比推力和比扭矩的关系,刀盘推力、扭矩及切深与地质条件的相关性及与不同围岩状况、盾构掘进状态的对应关系。研究表明,若比推力与比扭矩以较高的水平同步、均匀变化,说明盾构在较硬的均匀地层中掘进;若比推力与比扭矩均较小且同步、均匀变化,说明盾构在较软的均匀地层中掘进;若比推力与比扭矩的变化出现比例异常,则暗示盾构正在穿越断层破碎地段或遇到障碍物或盾构姿态不良等。该方法减少了盾构在此类地层下掘进的盲目性和停机次数,提高了掘进效率和施工安全度,可用于盾构隧道施工围岩状况的适时、定性判别。
- 宋克志袁大军王梦恕
- 关键词：盾构掘进参数比推力围岩模糊判别
- 复杂岩石地层盾构掘进速率预测模型研究被引量：7
- 2008年
- 为提高盾构掘进效能,指导盾构掘进施工,对泥岩砂岩交互地层条件下越江隧道盾构掘进速率预测模型进行了研究。在施工现场进行盾构掘进试验,通过盾构数据采集存储系统,获取盾构掘进的基本参数,并进行点荷载强度试验以获得岩石强度数据。运用多元回归分析的方法,分析了盾构掘进速率与岩石点荷载强度及刀盘推力的关系,分别构建了泥岩和砂岩地层盾构掘进速率的预测模型,并对其进行了应用。研究和应用表明,在泥岩和砂岩两种地层条件下,盾构掘进速率均随岩石强度的增大而降低,随刀盘推力的提高而增大,掘进速率与刀盘推力、点荷载强度均呈幂函数关系。
- 宋克志杨华勋安凯周庆坡
- 关键词：隧道工程掘进速率盾构掘进
- TBM掘进盘形滚刀最优切深动态模糊控制研究被引量：12
- 2009年
- 基于重庆越江隧道掘进试验和模糊数学理论,对TBM掘进时盘形滚刀最优切深进行了动态模糊控制研究.对掘进时刀盘切割最低比能的实现途径进行了分析,提出了TBM掘进最优切深动态控制的理念,即根据地质条件的变化实时控制刀盘推力产生适度切深,以适应固定的刀间距,使刀间距与切深比值S/P处于最优范围内.现场采集掘进试验的数据,对其进行比能计算分析,得出泥岩和砂岩地层下刀盘的最优S/P分别为4—6和7—10.由于地层的复杂性和多变性,最优S/P只能控制在一定的范围内.因此采用模糊控制理论,设计了单输入一单输出的模糊控制系统,根据容许的ΔS/P,反馈调整刀盘推力,使之保持在最优的范围内工作,不断产生最优切深.工程应用表明,该模型能较好地指导TBM操作,将盘形滚刀切深控制在最优范围内,获得了较快的掘进速率和良好的经济效益.
- 宋克志安凯袁大军王梦恕
- 关键词：TBM盘形滚刀推力动态控制
- TBM刀盘与岩石相对刚度对盘形滚刀受力的影响分析被引量：13
- 2011年
- TBM掘进过程中,滚刀与岩石之间产生相互作用力.针对滚刀与刀盘受力的均衡性,提出刀盘与岩石相对刚度的概念,用刀盘厚度与岩石弹性抗力系数之比表示相对刚度,并分析其对滚刀及刀盘均衡受力的影响.建立刀盘与岩石相互作用的三维弹性支点力学模型,运用有限元方法对其进行分析.计算表明,刀盘上各滚刀分担的推力并非均匀分布,而是具有一定的差异性.刀盘与岩石相对刚度越大,地层相对较软,各滚刀推力越接近于平均值,刀盘以整体轴向位移为主,弯曲变形很小.反之,地层较硬,各滚刀分配的推力差异较大,刀盘整体轴向位移小,但产生明显的相对弯曲变形.为使滚刀受力均衡,应根据地层的软硬程度设计刀盘刚度并合理使用掘进参数.
- 宋克志王梦恕
- 关键词：TBM刀盘盘形滚刀相对刚度推力分配
