砂卵石地層具有卵礫石含量高、粒徑大、級(jí)配差、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)松散的特點(diǎn),具有很強(qiáng)的磨蝕特性,盾構(gòu)刀具在砂卵石地層施工常常發(fā)生短距離磨損破壞。砂卵石地層盾構(gòu)刀具磨損是一個(gè)復(fù)雜的多學(xué)科交叉課題,研究砂卵石地層盾構(gòu)刀具磨損機(jī)理,對(duì)于指導(dǎo)砂卵石地層盾構(gòu)的科學(xué)施工、延長(zhǎng)盾構(gòu)刀具健康服役壽命,實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)的一次長(zhǎng)距離穿越具有重要意義。本文通過(guò)理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析等多種方式相結(jié)合的方法開(kāi)展研究。主要研究?jī)?nèi)容與取得的成果如下:（1）分析了北京無(wú)水砂卵石地層特征,砂卵石地層盾構(gòu)推進(jìn)模式及刀盤(pán)刀具配置,刀具工作機(jī)理及失效模式。研究表明輻條式刀盤(pán)和切削型刀具是砂卵石地層盾構(gòu)使用的主要刀盤(pán)刀具組合形式,砂卵石地層主要以剝落型切削為主,磨粒磨損和粘著磨損是盾構(gòu)切刀磨損的主要機(jī)制,并分析了砂卵石不同粒徑顆粒對(duì)刀具磨損的影響機(jī)制及刀具磨損的影響因素。（2）基于對(duì)砂卵石組構(gòu)及盾構(gòu)動(dòng)態(tài)掘進(jìn)特點(diǎn)的分析,研制了可用于砂卵石土體且考慮重力作用下土體大位移運(yùn)動(dòng)的刀具磨損測(cè)試裝置�；谠撗b置研究了砂-礫混合土體磨蝕特性及刀具磨損規(guī)律,從磨損量、表面磨損形態(tài)、顆粒破碎、作用強(qiáng)度等多個(gè)角度揭示了砂-礫混合土體對(duì)刀具磨損的作用機(jī)制... 

【文章頁(yè)數(shù)】：152 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 刀具磨損機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 刀具磨損試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 砂卵石地層刀具磨損研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目的及意義
    1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 技術(shù)路線
    1.5 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第2章 砂卵石地層盾構(gòu)刀具磨損相關(guān)理論研究
    2.1 盾構(gòu)掘進(jìn)模式與刀具磨損的影響分析
        2.1.1 掘進(jìn)面壓力平衡分析
        2.1.2 砂卵石地層盾構(gòu)欠壓掘進(jìn)模式
        2.1.3 砂卵石地層盾構(gòu)滿(mǎn)壓掘進(jìn)模式
    2.2 盾構(gòu)刀盤(pán)選擇、刀具配置與刀具磨損的影響分析
        2.2.1 盾構(gòu)刀盤(pán)選擇與刀具磨損的影響
        2.2.2 盾構(gòu)刀具配置與刀具磨損的影響
    2.3 切削刀具開(kāi)挖模型及失效形式分析
        2.3.1 切削刀具開(kāi)挖方式
        2.3.2 切削土體破壞形態(tài)
        2.3.3 刀具失效形式
    2.4 砂卵石地層刀具磨損機(jī)理分析
        2.4.1 切刀磨損構(gòu)成分析
        2.4.2 磨粒磨損
        2.4.3 粘著磨損
        2.4.4 砂卵石刀具磨損細(xì)觀分析
    2.5 刀具磨損影響因素分析
    2.6 本章小結(jié)
第3章 砂卵石土體刀具磨損機(jī)理及影響因素試驗(yàn)研究
    3.1 盾構(gòu)模擬裝置研制
        3.1.1 裝置設(shè)計(jì)
        3.1.2 驅(qū)動(dòng)電機(jī)
        3.1.3 測(cè)試系統(tǒng)
        3.1.4 數(shù)據(jù)采集
    3.2 砂-礫混合重構(gòu)土樣刀具磨損機(jī)理試驗(yàn)
        3.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>        3.2.2 試驗(yàn)土樣制備
        3.2.3 試驗(yàn)測(cè)試程序
    3.3 砂-礫混合土樣刀具磨損試驗(yàn)結(jié)果分析
        3.3.1 刀具磨損量分析
        3.3.2 刀具表面損傷形態(tài)分析
        3.3.3 礫石顆粒破碎分析
        3.3.4 扭矩變化分析
    3.4 刀具磨損影響因素試驗(yàn)
        3.4.1 試驗(yàn)?zāi)康募坝绊懸蛩剡x取
        3.4.2 試驗(yàn)土樣及試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.4.3 試驗(yàn)測(cè)試程序
    3.5 刀具磨損影響因素試驗(yàn)結(jié)果分析
        3.5.1 土體濕度對(duì)刀具磨損的影響
        3.5.2 刀具材料對(duì)刀具磨損的影響
        3.5.3 磨損時(shí)間對(duì)刀具磨損的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 砂卵石土體刀具減磨措施試驗(yàn)研究
    4.1 氣-液二相泡沫膜結(jié)構(gòu)時(shí)效性分析
        4.1.1 泡沫微觀起泡機(jī)理
        4.1.2 試驗(yàn)儀器與試驗(yàn)方法
        4.1.3 膜結(jié)構(gòu)時(shí)效性及失效機(jī)理分析
    4.2 改良試驗(yàn)材料準(zhǔn)備
        4.2.1 砂卵石土樣
        4.2.2 氣-液二相泡沫改良劑制備
        4.2.3 固-液二相泥漿改良劑制備
    4.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.3.1 土體攪拌試驗(yàn)
        4.3.2 塌落度試驗(yàn)
        4.3.3 刀具磨損試驗(yàn)
    4.4 兩種不同類(lèi)型改良劑作用下試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
        4.4.1 改良砂卵石攪拌均勻性對(duì)比
        4.4.2 改良砂卵石宏觀流塑性對(duì)比
        4.4.3 改良砂卵石刀具磨損特性對(duì)比
    4.5 改良劑作用下刀具減磨機(jī)制分析
        4.5.1 泡沫改良劑減磨作用機(jī)制
        4.5.2 泥漿改良劑減磨作用機(jī)制
    4.6 砂卵石長(zhǎng)距離掘進(jìn)建議措施及工程應(yīng)用
        4.6.1 砂卵石長(zhǎng)距離掘進(jìn)建議措施
        4.6.2 工程應(yīng)用
    4.7 本章小結(jié)
第5章 砂卵石地層盾構(gòu)刀具磨損評(píng)價(jià)方法及預(yù)測(cè)研究
    5.1 刀具服役狀態(tài)評(píng)價(jià)方法
        5.1.1 評(píng)價(jià)方法提出背景
        5.1.2 刀具非正常磨損量化表征
        5.1.3 評(píng)價(jià)方法關(guān)鍵參數(shù)確定及流程
    5.2 評(píng)價(jià)方法的工程應(yīng)用
        5.2.1 工程概況
        5.2.2 刀具檢修更換情況
        5.2.3 R-7#檢修井刀具整體健康服役狀態(tài)評(píng)價(jià)
        5.2.4 R-8#檢修井刀具整體健康服役狀態(tài)評(píng)價(jià)
        5.2.5 L-8#檢修井刀具整體健康服役狀態(tài)評(píng)價(jià)
    5.3 盾構(gòu)刀具正常磨損量預(yù)測(cè)
        5.3.1 磨蝕系數(shù)計(jì)算
        5.3.2 計(jì)算值與實(shí)測(cè)值比較
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]降低盾構(gòu)刀具磨損的泥漿添加劑應(yīng)用試驗(yàn)研究[J]. 魏林春,林朋皓,烏效鳴,王超.  中國(guó)市政工程. 2018(05)
[2]海底隧道復(fù)合地層盾構(gòu)掘進(jìn)刀具磨損原因分析及對(duì)策[J]. 陳集勇.  廣東土木與建筑. 2018(03)
[3]斜井TBM刀具磨損更換預(yù)測(cè)方法研究[J]. 劉穎超,江玉生,程晉國(guó),嵇長(zhǎng)民.  施工技術(shù). 2017(S2)
[4]城市地鐵砂卵石地層盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)刀具磨損控制方法[J]. 張婷.  技術(shù)與市場(chǎng). 2017(09)
[5]盾構(gòu)刀具磨損機(jī)理及預(yù)測(cè)分析[J]. 吳俊,袁大軍,李興高,金大龍,沈翔.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]盾構(gòu)穿越全斷面砂卵石地層刀具磨損情況分析[J]. 董洪星.  市政技術(shù). 2017(02)
[7]蘭州地鐵砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)刀具使用壽命延長(zhǎng)技術(shù)[J]. 劉奇,靳世鶴.  隧道建設(shè). 2016(08)
[8]全斷面砂性地層泥水平衡盾構(gòu)刀具磨損理論分析[J]. 趙峻.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2016(03)
[9]“十三五”城軌交通發(fā)展形勢(shì)報(bào)告[J]. 包敘定.  城市軌道交通. 2016(01)
[10]無(wú)水砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)主動(dòng)換刀技術(shù)研究[J]. 楊志勇,王霆,江玉生.  現(xiàn)代隧道技術(shù). 2016(01)

博士論文
[1]砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算模型研究[D]. 李潮.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 2013
[2]砂卵石地層盾構(gòu)刀盤(pán)刀具與土相互作用及其選型設(shè)計(jì)研究[D]. 黃清飛.北京交通大學(xué) 2010

碩士論文
[1]基于正交試驗(yàn)的盾構(gòu)滾刀磨損分析[D]. 陳子義.華北水利水電大學(xué) 2018
[2]盾構(gòu)施工砂卵石地層特性及改良試驗(yàn)研究[D]. 鄭珠光.華北水利水電大學(xué) 2016
[3]復(fù)雜地層盾構(gòu)刀具磨損控制技術(shù)研究[D]. 彭鈞.北京交通大學(xué) 2013
[4]盾構(gòu)機(jī)模擬試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及刀片磨損的研究[D]. 羅力維.青島科技大學(xué) 2010
[5]土壓平衡盾構(gòu)掘進(jìn)刀具動(dòng)態(tài)磨損研究[D]. 張明富.北京交通大學(xué) 2007
[6]砂卵石層盾構(gòu)刀具損壞原因分析及國(guó)產(chǎn)化技術(shù)[D]. 解立功.天津大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3673810