一、隧道出渣设备最佳配合分析(论文文献综述)
郭龙[1](2020)在《TBM盘形滚刀刀圈—岩石对磨缩尺比例试验台研制及相似性验证》文中提出在全断面岩石隧道掘进机(以下简称TBM)掘进施工过程中,安装于刀盘上的盘形滚刀(以下简称滚刀)刀圈直接接触并切割岩石,因此刀圈耐磨性决定了滚刀综合破岩性能,成为影响工程施工效率的关键因素之一。通过开展刀岩对磨试验以获得滚刀刀圈摩擦磨损规律,是提高滚刀磨损寿命的重要研究途径。然而,由于滚刀尺寸及其滚压破岩半径均较大,加之刀岩作用过程复杂,刀圈材质损耗速率也较为缓慢,在现有全尺寸TBM滚刀破岩试验台上开展刀岩对磨试验显然不现实。目前尚缺乏能够再现实际刀岩作用过程的刀岩对磨试验台。如何研制出相似性高且经济可靠的TBM滚刀刀圈-岩石对磨试验台是国内外学者们亟待解决的关键问题。针对TBM盘形滚刀减摩增寿试验研究需求,本论文系统调研分析了国内外TBM刀具切削性能测试试验台及其制备技术的发展现状,基于相识性理论,研制了一种刀圈-岩石对磨缩尺比例试验台,并借助该试验台初步开展了刀圈试样与岩石对磨试验研究及及相似性验证工作。本论文主要研究工作介绍如下:(1)分析了17英寸常截面正滚刀在回转滚压破岩过程中的刀刃部运动学特征与切削载荷特性,并基于滚刀破岩机理,合理选取了刃形几何尺寸、刀圈材质、硬度、刀具切削载荷及刀岩接触应力水平等参变量作为相似特征参数。(2)借助非线性瞬态动力学软件ABAQUS,基于D-P岩石材料本构模型,建立了滚刀刀圈试样破岩有限元模型,模拟了刀圈试样准静态侵岩和滚压破岩过程,掌握了不同切削工况下刀圈切削载荷水平,确定了试验台极限工作载荷;同时,结合赫兹理论,采用CSM模型计算了刀岩接触应力,并将其与仿真值进行了对比分析,确定了试验台所模拟的接触应力水平值,为后续开展试验台研制提出基础载荷数据。(3)根据所选相似特征参数,搭建了滚刀刀圈-岩石对磨缩尺比例试验台,包括动力推进装置、滚刀装夹装置、岩石固定装置,其中:动力推进装置和岩石固定装置分别巧妙借用了B665-2型牛头刨床的曲柄滑块结构和虎台钳的丝杆夹持机构,可实现六档刀岩对磨速度,同时通过刨床进给部件的齿轮与丝杆传动精度,保证了贯入度及侵岩速度等试验参数的控制精度,有效节约了试验成本,提高了刀岩对磨精度。最后,利用静力学有限元分析技术校核了极限载荷作用下试验台薄弱部件的刚强度,保证了该试验台的工作可靠性。(4)初步开展了三组刀岩对磨速度下的滚刀刀圈试样-花岗岩滚压对磨试验,分析了刀圈试样-花岗岩对磨试验过程中岩石宏观破碎特征、刀刃动力学特性、刃部微观摩擦磨损形貌,揭示了岩石破碎块度分布特征以及刀圈摩擦磨损机制。(5)通过与工程数据进行比较分析,建立了缩尺比例刀圈试样与工程滚刀实测磨损量的映射关系,验证了所建试验台的工程适用性。
吴奋读[2](2020)在《海沧海底隧道施工通风关键参数及方案优化研究》文中研究指明近年来,我国海洋工程发展迅速,海底隧道作为跨海交通首选方式之一,其重要性不言而喻。海底隧道建设期间,为保障施工人员身体安全与健康、保证施工机械设备正常运转,需要对海底隧道通风方式进行优化设计。合理的通风方式不仅为隧道内部送去新鲜空气,也将开挖隧道产生的灰尘、有害气体等从洞内排除。本文依托厦门海沧海底隧道,结合我国现有隧道施工通风相关规范,根据厦门海沧海底隧道工程建设要求及工程施工特点,对厦门海沧海底隧道施工通风技术进行研究,优化厦门海沧海底隧道施工通风系统设计。首先,本文对海底隧道施工通风进行理论分析,主要包括管道中空气流动基本规律、方程及流动阻力和能量损失。总结了常见的施工通风方式,以及海底隧道施工通风方式的选择及建议,并提出海底隧道施工通风参数计算及通风设备的选择。然后,依托厦门海沧海底隧道A1合同段对隧道内相关参数的检测和分析,对合同段内主隧道、竖井及联络风道进行施工通风方案设计。本次隧道施工采用两阶段通风,分别是一阶段的压入式通风和二阶段的巷道式通风,在施工时根据井内最多人数、爆破最多炸药量、内燃机械排放稀释及井内允许最小风速等因素综合考虑确定需风量,指导风机设备选择。基于施工现场界面条件及原有通风设备材料进行方案优化设计,最后确定采用分阶段联合串联通风方案。最后,为保护厦门海沧海底隧道现场作业人员的健康及施工安全,验证施工通风设计优化的可行性、合理性,对施工现场的空气质量进行测试。通过对洞内不同里程桩号、不同位置的风速、温度、粉尘及有害物质进行现场测试,验证施工通风设计方案的合理性。测试结果表明,粉尘浓度与离隧道开挖工作面距离成反比关系,在通风机持续通风作用下,粉尘离工作面越远,浓度逐渐降低。有害气体浓度随时间呈反比关系,时间越久,浓度越低。在测试范围内,风速随距离掌子面的里程增大而逐步降低,但仍然高于设计要求。爆破后粉尘、有害气体在短时间内都超标严重,随着通风系统运行,污染物浓度会得到有效降低。通过对测试数据加以分析,根据结果反馈并修正通风设计的优化方案,使通风方式达到最佳通风效果。
姚岚[3](2020)在《富水圆砾地层土压平衡盾构掘进关键技术》文中研究说明盾构机对于盾构隧道工程来说至关重要,是核心的施工设备。盾构机之所以能发挥它的优势,是因为它根据地层条件进行设计并投入施工。目前,我国地铁建设项目较多,不同地铁项目穿越的地层情况有所不同,为提高盾构和地层的匹配性和适应性,有必要研究每个工程项目特殊的地层条件及施工环境,建立盾构掘进关键技术,以期能为日后类似工程提供依据和参考。本文依托呼市轨道交通2号线内大南校区-帅家营区间盾构隧道工程,在收集和整理区间地质资料和施工资料的基础上,对富水圆砾地层中土压平衡盾构产生的泥膜效应进行研究,总结分析该种地层土压平衡盾构掘进参数规律,并对土压平衡盾构在该种地层的适应性进行评价。主要研究内容如下:(1)对于呼市轨道交通2号线帅-内区间的强渗透富水圆砾地层,实行了一种新的土压平衡盾构施工方法:泥膜堵水-螺旋机排土技术。在土压平衡盾构中应用了泥膜效应,确定了能够维持泥膜稳定性和持续性的泥浆配比,实现开挖面的堵水和稳定。实验结果得出最佳膨配比以保证渣土改良,配比为钠基膨润土:水质量比1:81:10,膨润土泥浆:圆砾体积比1.5:102:10;泡沫剂浓度控制在35%。(2)采用数值模拟软件FLAC3D模拟盾构开挖,比较了有无泥膜状态下地层孔隙水压力分布及地表沉降情况,揭示了富水圆砾地层土压平衡盾构泥膜堵水机理。模拟结果显示有泥膜时开挖面前方孔压升高较无泥膜时快,使泥膜处能快速产生较大水压力梯度,水压力差对泥膜的总作用力越大,提供的水平有效应力越大,维持开挖面稳定,也控制了地表沉降。(3)利用统计学理论对研究区间盾构掘进参数进行分析,研究了富水圆砾地层下土压盾构掘进参数的变化规律以及相关性,总结得出了各项掘进参数的合理范围。统计分析了掘进参数间的相关性,以及确定了较优推进速度范围,并给出此时其他参数的数值范围组合。(4)采用Matlab机器学习中的典型回归模型对掘进参数进行回归学习训练,并预测推进速度,通过与实测数据对比确定了适应依托工程的回归模型。对比结果显示B-P神经网络回归模型和线性回归模型可以根据输入掘进参数模拟得到推进速度的预测值,准确率达到88%左右,两种模型均适用于圆砾地层的掘进参数模拟。(5)对富水圆砾地层土压平衡盾构适应性进行研究,利用模糊数学方法构建各影响因素指标的隶属度函数,并运用层次分析法确定了各指标的权重,建立盾构适应性评价模型,结合依托工程,采用模糊综合评价方法对土压平衡盾构的适应性进行评价,量化了土压平衡盾构的适应程度。结果表明,内-帅区间土压平衡盾构适应度为0.76,适应程度中等偏上。
吕杰[4](2020)在《地铁盾构下穿高层建筑群的沉降变形与安全控制研究》文中指出大力发展轨道交通(地铁)已成为当前缓解城市拥堵的一项重要举措,地铁线路通常都规划在人口密集区,地铁区间线路穿越既有建筑物成为不可避免的现象,因此地铁隧道施工引起的地层沉降变形成为工程技术人员关注的重点问题,研究地铁盾构下穿邻近建筑物的沉降变形及安全控制措施对于保障施工安全及建筑物的稳定性具有十分重要的意义。本文以“西安市地铁4号线文景路站~凤城九路站区间”为工程背景,围绕课题“地铁盾构下穿高层建筑群的沉降变形与安全控制研究”,采用查阅资料、理论分析、现场监测及数值模拟相结合的方法,研究了地铁盾构施工引起的地层沉降变形规律及建筑物不均匀沉降情况,分析了地铁盾构穿越高层建筑群的安全控制措施,主要研究内容及结论如下:(1)充分调研依托工程的概况,包括工程地质、水文地质、盾构区间穿越建筑物的情况及重要建筑物的使用现状,同时对地铁在盾构施工过程中所引起的地层变形相关机理进行一定的研究。(2)根据地铁盾构区间穿越建筑的情况,开展沉降变形的现场监测与分析,地表及建筑物沉降变形的跟踪监测结果显示:左、右线在下穿高层建筑期间,沉降控制较好,均未出现沉降预警值,其中左线下穿建筑物引起的地表最大沉降值为7.46mm;隧道右线下穿建筑物所引起的地表最大沉降值为7.6mm;沉降值密集集中在5mm以内。(3)二维和三维的数值计算结果吻合,显示的地层沉降变形规律基本与实测数据吻合,且二维计算所得的盾构内力与地层-结构模型计算的管片内力较为接近;数值计算结果表明:右线隧道开挖完成后,筏板产生的最大沉降约17mm,双线隧道贯通后,筏板产生最大沉降约22mm;筏板最大沉降约19mm,倾斜0.05%;与既有变形相加满足建筑物沉降、倾斜要求。(4)根据区间隧道平面线路及下穿情况,选定试验段,合理选定试验段的盾构掘进参数,并进一步制定盾构穿越建筑物的掘进方案及控制措施;基于盾构施工沉降机理的分析,结合现场试验及实际掘进情况,给出了盾构区间不同位置处合理的同步浆液配合比;地铁盾构下穿高层建筑群的沉降变形得到了有效控制。
刘禹阳,王朋乐,汪碧云,席锦州[5](2020)在《基于停机等待时间特征的隧道运输机械数量配置》文中研究指明隧道施工机械数量配置是否合理决定了机械群施工效率,直接影响了隧道施工进度。依托在建世界第一特长螺旋隧道——金家庄特长螺旋隧道,对现场出渣和湿喷工序中连续60组装载车与湿喷机的停机等待时间进行分析,阐明了装载车与湿喷机的停机等待时间特征,提出了隧道运输机械数量配置原则,建立了出渣和湿喷工序中运输机械配置数量和出渣总时间计算公式,并对机械配置数量进行计算分析。研究表明:出渣与湿喷作业时间与隧道累计进尺线性强相关,隧道累计进尺为影响作业时间的主导因素。基于运输距离强相关性与主导机械不停机等待两原则,建立了自卸汽车数量配置计算公式、出渣总时间计算公式和混凝土罐车数量增加的临界进尺计算公式,提出了数量配置合理性判断标准。
李兴春[6](2019)在《改性砂砾土盾构螺旋输送力学特性研究》文中进行了进一步梳理目前,土压平衡盾构机已经成为软土地层安全开挖隧道的主要装备。这类盾构机利用开挖后进入带压土仓内的渣土作为支撑开挖面水土压力的媒介物。通过螺旋输送机将土仓内一定量的渣土往外排放,实现调节土仓压力的目的。在隧道开挖过程中,由螺旋输送机平衡进入土仓和从土仓外排的渣土,来建立施工时掌子面的土压平衡状态。隧道开挖过程中的施工安全有效控制和土压平衡盾构机工作性能的优劣主要取决于开挖渣土的力学属性。工程中通常需要注入膨润土泥浆、泡沫剂溶液、高分子聚合物和其它改良剂(如肥皂水、生石灰等)来调节渣土以改变挖掘渣土的性质,进而形成塑性流体状渣土,其中膨润土泥浆、泡沫剂溶液和高分子材料是三种主要的改良剂。有效的渣土改良极大地改善了机器性能并提高了通过螺旋输送机渣土流动的可控性,保障了盾构施工安全。尽管在工程实践中通常采用渣土改良方法,但是鉴于砂砾性渣土的低流动性、高渗透性及大内摩擦角性状,目前工程界对于砂砾层渣土改良合理添加剂的认知并不完全一致,并且经常遇到与渣土力学性质相关的土压平衡盾构机操作相关的问题,严重影响了施工安全。鉴于此,本论文以实验室试验为出发点,结合数值仿真技术、理论分析推导和模型机测试,开展了相关研究工作。首先介绍了渣土改良剂和砂砾性渣土的实验室试验工作,在此基础上进行了改良后砂砾性渣土的盾构螺旋输送机力学特性测试。主要研究内容及结论如下:1、开展了膨润土泥浆、泡沫剂溶液和高分子聚合物三种渣土添加剂的参数配比实验室试验,并在此基础上进行了砂砾性渣土的改良试验。泡沫剂溶液的发泡率和半衰期试验表明:泡沫剂浓度为7%,发泡压力0.4MPa时,发泡效果最好。钠基膨润土改良剂的土与水的质量比1:5时,在膨化时间21h~24h后,可以取得最佳的膨化效果,此时的粘度值在600 mPa*s以上。高分子聚合物HPMC浓度为1%,溶解时间在1h左右时粘度为5000mPa*s;高分子材料CMC在浓度1.5%时,溶解时间在2h左右取得较高的粘度,7800mPa.s。2、考虑实际工程中渣土所处的土仓应力环境,自行设计了可同时对渣土进行压缩和十字板剪切测试的试验装置,研究了原状砂土和添加渣土改良剂后的渣土力学性能规律。试验结果表明:泡沫改良砂土的可压缩性较膨润土泥浆和高分子材料更高,经膨润土泥浆和高分子材料改良后的砂土具有相似的压缩特性。浓度7%的泡沫剂溶液,在掺入比为40%时压缩系数较高;剪切速率对砂土剪切强度存在明显影响,在试验设定的速度范围内,剪切速率越高,剪切强度值越大,且增长分为两个阶段,剪切线速度小于28mm/s时,剪切强度呈缓慢增加或基本持平,当剪切速度大于28mm/s时,剪切强度呈快速线性增长。3、根据北京地铁14号线15标所用盾构土仓和螺旋输送机,用SolidWorks软件进行实体建模,利用散体介质颗粒流方法的EDEM软件,经实验室试验和数值试验进行参数标定后,建立了土仓排空状态下的螺旋机排土计算模型、土仓中土量基本稳定状态下的螺旋输送机排土计算模型、土仓升/降压状态下的螺旋机排土计算模型以及螺旋输送机不同安装角度时的螺旋机排土计算模型,系统研究了螺旋机的排土率、隔板压力及螺旋机扭矩之间关系。仿真结果揭示:在土仓内颗粒达到一定数量(例如700000)且这个数量保持基本稳定的情况下,螺旋机断面质量流量随螺旋机转速的增加而增加。当土仓内颗粒数量减少到一定程度时(例如100000),采用较高的螺旋机转速对提高“排土效果”意义不大;在土仓排空情况下,螺旋机扭矩随着计算时间的增加波浪式下降,可采用负指数函数对此下降进行较好的拟合。在土仓内颗粒达到一定数量且随螺旋机转动这个数量保持基本稳定的情况下,螺旋机扭矩随螺旋机转速的增加而降低。除螺旋机转速360deg/s的情况外,螺旋机扭矩随其转速的增加大致呈负指函数规律下降。螺旋机安装角度与其扭矩之间存在很好的线性相关性。随螺旋机安装角度的增加,螺旋机扭矩相应线性增加;在盾构螺旋输送机输送散体介质过程中,虽然螺旋机的各种工作性能参数,例如扭矩、断面质量流量、螺旋机外壳压力和土仓隔板压力,都表现出一定的“离散”和“波动起伏”特征,但仍然可以采用连续函数对其进行很好描述。4、基于土压平衡盾构螺旋输送机内改性渣土的力学环境和受力状态,通过分析渣土微元体的受力和运动情况,根据稳态时动量矩平衡条件,推导出了土压平衡盾构螺旋输送机螺旋管内改性渣土等效螺旋剪应力计算公式,分析得出了螺旋输送机的螺旋管内渣土摩擦剪应力驱动扭矩与出现在输送机壳体和改性渣土之间的界面处产生的剪切应力密切相关的结论。5、依据盾构螺旋输送机机械结构,探讨了螺旋机驱动扭矩的组成,通过力学分析推导出了各组成扭矩计算公式,进而建立了螺旋输送机的驱动扭矩理论模型;其次,在假设螺旋管内改性渣土填充率为百分之百的条件下,利用渣土微元体受力分析,给出了稳态时螺旋输送机螺旋管方向压力场分布计算方法。理论模型表明压力场分布和螺旋驱动扭矩均与螺旋几何结构和转动速度,渣土流输送角度和改良后渣土的力学性质等有关。6、利用自行研制的盾构模型螺旋输送机,进行了砂砾土添加改良剂后的力学特性实验室试验研究。试验结果表明孔隙水压力大小受电机转速影响较小,在土箱内渣土所受压力不变的情况下,可以认为孔隙水压力为常数。渣土体积输送率是评价螺旋输送机外排渣土能力的一项重要指标,试验结果显示体积输送率随转速增大而提高,大转速下的渣土排出率的稳定性较低速时的情况欠佳。不同转速下的排渣效率情况表明,螺旋输送机排渣效率与电机转动速度有关,当速度变快时,效率有降低趋势,当速度变慢时,效率有提高趋势。作为颗粒间接触面平均法向应力的有效应力,其值大小直接影响改良后渣土的抗剪切强度。实验室模型机试验测试结果表明,电机转速的变化对有效应力的影响较小,大转速下的有效应力线性度明显优于低速下的相应结果。
吴青华[7](2019)在《基于成都富水漂卵石地层盾构施工关键技术研究与应用》文中研究指明砂卵石地层是地铁隧道建设所遭遇的困难地层之一,属于典型的不稳定地层。在我国南昌、长沙及北京等中北部城市都分布有砂卵石地层。例如北京地铁的修建,就相对积累了较成熟的针对无水砂卵石地层的盾构法施工技术,并广泛推广应用。随着我国经济发展重心的转移,大多数西部城市也加入到地铁修建的行列中,在位于成都市内的郫县、温江等区域,广泛分布的砂卵石地层多具有二元结构,卵石土中蕴藏着粒径较大的漂石、地层中随机分布的砂层透镜体及运移汇聚的地下水等影响因素,导致隧道施工难度更大更具有挑战性。然而,在砂卵石地质范畴中,有关在该类富水漂卵石地层下进行盾构作业时无类似经验可供借鉴,相关技术的研究工作也相对较少。隧道施工过程中,由于地质问题引起的如盾构部件磨损、盾构刀盘卡停、盾构螺旋输送机喷涌、盾尾密封失效及渣土超排等问题频繁发生。本文基于成都富水漂卵石地层的特征,以成都地铁6号线土建3标正在施工中的隧道区间为载体,针对上述难点,进行了盾构施工关键技术的研究,主要研究内容及结论包括如下:(1)全面结合研究区内地层卵石含量丰富、漂石粒径大、水压高、渗透性强等特殊工况,研究了盾构隧道区间土体分布规律、土体颗粒级配、盾构施工适应性等特征,分析了盾构机刀盘刀具磨损、螺旋输送机喷涌、盾构机刀盘卡停、盾构机开仓换刀作业、渣土超排等施工难题的解决必要性,提出了适用于此类地层的盾构机选型设计及盾构机改造方法。研究结果表明:在施工时宜考虑疏导、通过及排出为主的掘进方式,应设计尤其是针对盾尾、铰接等部分的高可靠性防水密封。(2)通过分析主要理论参数,整合对比盾构施工过程中搜集的土压力参数、总推力参数、刀盘扭矩参数、注浆量参数等关键参数,提出了适用于该类地层的掘进参数合理控制范围。基于盾构姿态控制、漂石处理、管片拼装、开仓换刀、渣土改良等方面的研究成果,提出了适用于此类地层的施工技术建议。研究结果表明:经过注入浓度为3%的泡沫改良剂后,渣土的内摩擦角由42.56°回落到37.51°,渗透系数从改良前的2.315×10-2cm/s提高到4.672×10-5cm/s;注入合理配比的泡沫改良剂提升了总推力水平,降低了刀盘扭矩,对于地表沉降有一定的限制作用。(3)在盾构掘进过程中不可避免的要下穿多种城市重要建/构筑物。以研究区广泛分布的老旧承压污水管为例,提出了采用地面跳排来确保盾构顺利安全通过的施工方法,给出了穿越期间的容许出土量、注浆配合比等施工参数,建议了相关参数的控制范围。(4)基于颗粒流理论进行了离散元(FPC2D)数值仿真模拟,研究了盾构隧道埋深、地层内损坏形成部位等因素对滞后沉降造成的影响;结合监测数据验证其影响的相关性及施工敏感性,进一步得出此类地层盾构掘进施工中滞后沉降的发展规律。研究结果表明:成都漂卵石地层空洞由形成至蔓延到地表导致沉降为一个渐变的过程,盾构施工引发的地层破坏最终形成三角形的松散区域;隧道埋深对地层内塌陷拱的产生有着直接影响,随着隧道埋深变化,地层应力也会产生显着的改变;滞后沉降主要发生在外荷载(地面荷载、水作用等)作用强烈的位置,但发生位置主要集中在隧道两侧的2.0D范围内;在研究区监测点中心位置地表沉降值达到最大,离散元数值模拟地表沉降与现场实测差值为-1.3mm,部分地表沉降值在一定程度上呈现出离散化的特征。整体上,现场实测值较离散元模拟值稍大,综合判定可能是受盾构机掘进期间渣土改良效果、出土量、同步注浆及二次注浆延迟等人为操控因素影响的表现。
郭灿[8](2019)在《高黎贡山隧道TBM适应性设计和掘进性能的测试分析》文中研究表明随着我国隧道工程大规模的建设,大批的铁路隧道和输水隧道正在开挖,TBM施工成为当前最为热门的隧道施工话题,无论从技术还是经济角度来说,TBM施工都是我国未来长大隧道施工的首选。同时,随着隧道工程的逐渐增多,施工面临的地质也越来越复杂,作为非标产品的TBM设备需要进行适应性设计,针对施工地质条件选用适合类型的TBM,确定TBM的主要技术参数和系统配置与集成,以确保TBM设备安全、快速和高效的掘进。本文以大瑞铁路高黎贡山隧道TBM工程为背景,在施工现场进行了大量的TBM掘进数据的采集与测试,并进行了岩石取样和岩石物理力学性能试验。基于以上数据,对TBM的掘进进尺速度、掘进作业利用率、设备完好率及刀具磨损情况进行了分析。针对断层破碎带及突涌水地质段,对TBM适应性设计和辅助设备配置进行了测试分析,并对TBM主参数设计、物料吊运系统及清渣系统进行了验证分析。通过采集数据的分析,给出了贯入度、进尺速度、刀盘推力、刀盘转速、刀盘扭矩、围岩类别等参数之间的相关性关系,采用逐步线性回归方法,找出了影响TBM掘进性能的主要参数,提出一种包含掘进参数与地质参数等多因素掘进性能预测模型,并验证了模型的可靠性。本论文的研究成果是基于施工现场的实际数据采集与分析后得到的,研究结果表明:TBM在不同围岩条件下进尺速度和掘进作业利用率有显着差异;不同类型的刀具磨损差异较大,正洞TBM刀具磨损较平导洞TBM刀具磨损大;TBM设备的主参数、地质预报系统、支护系统、排水系统、物料吊运系统等适应性设计,结合本文给出的TBM穿越断层破碎带和突涌水洞段的施工技术,保证了TBM安全高效穿越各种复杂围岩条件洞段,达到了设计的预期目的;TBM掘进性能与掘进参数和地质参数之间有较强的相关性,给出了包含掘进参数和地质参数的TBM掘进速度(贯入度)预测模型。本论文的研究数据和研究成果对国内外类似工程TBM的适应性设计和性能预测具有一定的参考和借鉴价值。
杨长春[9](2019)在《复杂地质条件下大型地下储备洞群施工关键技术研究及应用 ——以海南某地下工程为例》文中进行了进一步梳理目前,国内外石油供需矛盾日益突出,中国面临的石油危机也将越来越严重。据统计,中国仅占世界人均石油资源的18.3%,而中国的石油消费量占世界的7%,仅次于美国。随着中国经济的快速发展,对石油的需求也在迅速增加。“十三五”期间,中国对外国石油的依赖度已超过60%。此外,作为战略资源,石油资源必须大量储存,因此,为了加强国内石油安全和应对突发事件,中国于2003年正式启动建立地下石油储备系统。面对当前国家石油储备的紧迫性,仅依靠类似国内项目的经验和技术实力是不够的。虽然可以借鉴国外的一些成熟经验,但由于对外国技术保护的限制,不能直接使用国外经验技术。因此,在我国大规模建设地下石油储备洞库之际,紧密结合我国南方某地下石油储备库工程,开展“复杂地质条件下大型地下储备洞群施工关键技术研究”具有十分重要的现实意义。文章通过工程类比、理论分析、数值模拟等手段,取得以下主要成果:(1)大跨扁平穹顶施工技术储备洞室穹顶为球面大跨扁平结构,施工过程中开挖断面始终处于动态变化状态,线型控制难度大,为了保证穹顶围岩稳定和外观效果,首次提出并应用了挑顶环形施工方法。施工实践表明,该方法利于控制围岩变形和洞室开挖断面轮廓,施工效率高,降低了施工成本,达到了设计预期效果。(2)罐体竖井施工技术竖井作为施工出渣、洞室通风的主要通道,其快速贯通成型对于加快施工进度、改善施工作业环境具有十分重要意义。为了实现上述目标,首次提出并应用了“倒喇叭口”型与“正喇叭口”型相结合的竖井施工方案。工程实践表明,该方法工序简单、施工效率较高、安全隐患小,便于现场组织,达到了预期效果。(3)罐体扩大开挖技术罐体扩挖部分工程量大,爆破出渣方量约为7000m3,是影响储备洞室施工工期的关键部位。为加快施工进度,首次提出“螺旋形”扩挖施工方法。工程实践表明,该方法可组织开挖、支护平行作业,机械化施工程度高,施工效率高,效益明显,达到了预期目的。(4)断面检测技术储备洞室是球冠状穹顶与圆柱体罐体的组合体,轮廓断面动态变化,给爆破施工断面成型提出了很高的要求。为了对施工断面进行快速、准确的检测,首次提出并应用了基于“全站仪法”的断面检测技术,即利用立体几何知识获取穹顶球面半径和罐体横截面圆半径,通过全站仪测量获得开挖轮廓坐标,进行数据处理得到施工半径,两者对比快速评价施工效果。工程实践表明,该方法可以快速、准确地评价超欠挖,对于控制断面形状、提高断面成型效果具有十分重要意义。(5)洞室二次衬砌施工技术洞室二次衬砌采用整体贴壁式钢筋混凝土结构,穹顶二次衬砌为变截面结构,要求一次浇筑成型。二次衬砌混凝土施工用模板采用3012型标准钢模版和5cm厚等腰梯形木板组合拼装模板,Ⅰ14工字钢径向拱架、φ48钢管(壁厚3.5mm)环向拱架以及碗扣式脚手架搭建的满堂脚手架作为模板体系的支撑系统;采用先罐体后穹顶的施工顺序,自下而上共分为五模进行浇筑施工作业,即罐体3模,环梁1模,穹顶1模。工程实践表明,该方法支撑系统稳定,混凝土强度和外观质量均满足设计要求,经济效益明显,达到了设计预期效果。
乔力伟[10](2019)在《风幕通风方式下施工隧道粉尘浓度场相似模化实验与数值模拟》文中进行了进一步梳理隧道钻爆法施工过程中会产生大量的粉尘,尤其是掌子面爆破后粉尘浓度瞬间值可达几千毫克每立方米,不仅恶化了作业环境,而且对施工人员的身心健康造成了巨大危害,施工人员长期处在高浓度粉尘作业场所内作业,极易患上尘肺病。针对该状况国内外相关专家学者提出了多种降尘措施,包括炮泥降尘、喷雾降尘等,然而施工过程中即使采取了上述技术措施,隧道内的环境条件依然十分恶劣,尤其是掌子面爆破完毕长时间通风后,隧体内的粉尘浓度依然很难控制在我国规定的施工环境行业标准之内。由此可见研究行之有效的防尘措施即是施工作业的客观需求,也是文明施工的必然趋势。对此,主要研究内容与结论如下:1、通过对国内外相关施工隧道粉尘防治理论研究、技术研究及数值模拟分析研究现状的整理、归纳,找出了当前主要防尘技术措施现状中存在的问题,发现对于粉尘的防治当前主要技术措施重于“排”而轻于“集”,普遍存在降尘效率偏低的问题,从防尘保护的角度提出了“利用风幕通风方式隔离脱尘”的研究,以解决传统压入通风条件下粉尘沿程扩散的问题,达到改善施工作业环境的目的。2、通过对小范坪隧道施工通风环境的现场检测,得出了压入通风方式下隧道作业区以及沿程方向的气流矢量特点和粉尘浓度演化规律。现场实测结果表明:掌子面附近各方向乱流较多,距离掌子面越远风速越稳定,隧道施工区域后方一定范围内的隧体内气流流场上层回流风速更为稳定,纵向沿程方向上回流存在非稳定运动,排尘具有活塞特性,通风60min后上下台阶掌子面、仰拱及I号衬砌台车两侧的相对降尘效率均在85%以上,其他断面处降尘效率相对较低,尤其是II号衬砌台车两侧相对降尘率均未超过65%,施工作业区内粉尘浓度峰值为38.7mg/m3,沿程方向上粉尘平均浓度为23.38mg/m3。3、根据平面紊动射流理论分析了风幕射流在施工隧道中应用的隔尘机理,提出了施工隧道风幕通风方式的隔尘除尘方法,并对射流运动过程、射流断面速度分布,流量衰减等特点进行了理论分析,根据射流轴向与壁面之间夹角的大小对射流分配后的正、斜向冲击流的运动特点及流量分配进行了探讨。4、对小范坪隧道模型内风幕式通风设备隔尘除尘效果进行了模化相似性实验,确定了相似模型内风幕喷口最佳宽度、射流冲击壁面处的最优风速及最优风速条件下风幕射流喷口的最优设置角度。实验发现:影响风幕隔尘效果的主要因素有射流喷口的宽度、射流初速度及射流喷射角度;大角度斜向冲击射流在外部负压作用下会导致初始段轴心延长线在隧道底板上的落点与最射流轴心最大风速时射流主体段轴心线在隧道底板上落点之间的出现偏移量,通风过程中若风速不稳定将发生偏移量过大的情况会导致粉尘穿越风幕污染清洁区。实验结果确定了相似模型内风幕喷口最佳宽度为5mm,射流冲击壁面处的最优风速为1.6m/s,在最优风速值时对不同射流喷口角度条件下时风幕对粉尘的隔尘效果进行了对比分析,确定了风幕射流喷口的最优设置角度为30°。同时根据相似模化模型的最优实验参数对小范坪隧道实体内的相关参数进行了回归行分析,为Fluent数值模拟提供数据支持。5、利用计算流体力学分析软件Ansys-Fluent根据小范坪施工隧道现场实际情况建立了压入通风及风幕通风条件下隧道模拟模型,并将两个模型在流场特点、粉尘演化特点以及降尘效率进行了对比分析,验证了风幕通风条件下除尘的高效性。结果表明:小范坪隧道在采用风幕通风方式后其污染区内粉尘浓度在通风除尘60min后达标,清洁区内粉尘浓度在通风除尘30min后达标,而在压入通风条件下通风除尘60min后施工作业区内粉尘浓度依然很高,未能达标;通风30~60min,风幕通风方式的降尘效率明显高于压入通风方式,整个通风过程中风幕通风方式的绝对降尘率均优于压入式通风方式,通风60min后风幕通风方式的绝对降尘率接近100%。
二、隧道出渣设备最佳配合分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、隧道出渣设备最佳配合分析(论文提纲范文)
(1)TBM盘形滚刀刀圈—岩石对磨缩尺比例试验台研制及相似性验证(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 课题来源 |
1.3 相关研究领域的国内外研究现状 |
1.3.1 TBM盘形滚刀破岩机理研究 |
1.3.2 TBM滚刀刀圈摩擦磨损机理研究 |
1.3.3 TBM盘形滚刀制备加工工艺研究 |
1.3.4 TBM滚刀破岩试验装置研究 |
1.4 现有研究存在的问题 |
1.5 主要研究内容及技术线路 |
第2章 TBM盘形滚刀刀圈岩石相互过程概述 |
2.1 TBM刀盘系统介绍 |
2.1.1 刀盘主体结构及滚刀类型 |
2.1.2 滚刀结构组成 |
2.1.3 刀圈材质、热处理工艺和刃形截面介绍 |
2.2 刀圈岩石相互作用机理概述 |
2.2.1 滚刀回转滚压破岩形式概述 |
2.2.2 滚刀滚压破岩机理概述 |
2.2.3 刀圈磨损失效行为概述 |
2.3 刀圈岩石相互过程量化分析 |
2.3.1 刀岩相对滑动速度范围分析 |
2.3.2 刀岩接触应力范围分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于相似性原理的刀圈-岩石对磨试验台设计 |
3.1 相似性原理概述 |
3.2 基于相似性原理的总体方案设计 |
3.2.1 总体设计构想 |
3.2.2 总体设计方案 |
3.2.3 相似性设计流程 |
3.3 基于瞬态非线性动力学理论的刀岩接触应力建模分析 |
3.3.1 瞬态非线性动力学理论基础 |
3.3.2 滚刀侵岩仿真模型建模与试验验证 |
3.3.3 滚刀滚压破岩仿真模型建模与刀岩接触应力分析 |
3.3.4 基于相似理论试验台参数设计 |
3.3.5 试验台结构详细设计与选型 |
3.4 对磨试验台刚强度仿真验证分析 |
3.4.1 网格划分及加载 |
3.4.2 危险工况分析 |
3.4.3 计算结构分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 刀圈-岩石对磨试验台研制及相似性原理验证 |
4.1 实验介绍 |
4.1.1 实验目的及内容 |
4.1.2 实验设备介绍 |
4.2 实验材料准备 |
4.2.1 刀圈试样热处理工艺研究 |
4.2.2 刀圈试样热处理方案 |
4.2.3 刀圈试样制备 |
4.2.4 刀圈试样硬度及金相组织测定 |
4.3 试验台对磨预实验与滚刀运动形式验证 |
4.3.1 滚刀—岩石对磨预试验方案及参数设计 |
4.3.2 滚刀—岩石对磨预试验结果分析 |
4.3.3 滚刀运动形式相似验证试验分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 TBM盘形滚刀对磨实验结果研究 |
5.1 试验方案与结果分析 |
5.1.1 实验方案 |
5.1.2 磨损量 |
5.1.3 磨损机理 |
5.1.4 试验结果分析 |
5.2 TBM盘形滚刀试样实验结果与工程对比分析 |
5.2.1 工程概况及岩层地质介绍 |
5.2.2 磨损机理 |
5.2.3 试验结果分析 |
5.3 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 后续工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
主要研究成果和参加科研情况说明 |
(2)海沧海底隧道施工通风关键参数及方案优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 依托工程介绍 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.3.3 研究现状分析 |
1.4 主要研究内容及技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究技术路线 |
第二章 海底隧道施工通风理论分析 |
2.1 管道空气流动基本特性 |
2.1.1 空气基本特性 |
2.1.2 空气流动理论 |
2.1.3 空气流动基本方程 |
2.2 海底隧道施工通风方式 |
2.2.1 自然通风 |
2.2.2 机械通风 |
2.3 常见公路海底隧道施工通风方式 |
2.4 隧道通风设备的选择 |
2.4.1 通风机的选择 |
2.4.2 通风管的选择 |
2.4.3 通风设备的选择 |
2.5 海底隧道通风主要参数计算 |
2.5.1 需风量计算 |
2.5.2 通风阻力的计算 |
2.5.3 风管漏风率计算 |
2.6 本章小结 |
第三章 海沧海底隧道施工通风关键参数及方案分析 |
3.1 主隧道施工通风设计 |
3.1.1 工程内容及主要工程量 |
3.1.2 主隧道施工通风关键参数分析 |
3.1.3 主隧道施工通风方案设计 |
3.2 竖井及联络风通道施工通风设计 |
3.2.1 工程概况 |
3.2.2 通风方案设计 |
3.3 通风设计方案调整 |
3.4 通风设计方案优化 |
3.5 本章小结 |
第四章 海沧海底隧道通风测试 |
4.1 测试内容及方法 |
4.1.1 测试内容 |
4.1.2 测试方法 |
4.2 隧道风速测试 |
4.3 隧道施工粉尘测试 |
4.3.1 掌子面施工循环各工序测试及结果分析 |
4.3.2 洞身段施工循环各工序粉尘测试及结果分析 |
4.3.3 洞口施工循环各工序粉尘测试及结果分析 |
4.4 隧道施工有害气体测试 |
4.5 隧道内环境气体监测 |
4.5.1 施工氧气浓度测试及分析 |
4.5.2 隧道内环境气体日常监测 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(3)富水圆砾地层土压平衡盾构掘进关键技术(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 盾构泥膜支护研究现状 |
1.2.2 盾构掘进参数研究现状 |
1.2.3 盾构机适应性研究 |
1.3 研究内容及目标 |
1.4 技术路线 |
1.5 主要创新点 |
2 富水圆砾地层土压平衡盾构施工泥膜效应 |
2.1 工程概况 |
2.1.1 工程地质条件 |
2.1.2 水文地质条件 |
2.1.3 穿越地层基本特性及盾构选型 |
2.2 土压平衡盾构施工泥膜效应的应用 |
2.2.1 泥膜作用机理 |
2.2.2 泥膜对土压盾构开挖面稳定性的作用 |
2.2.3 泥膜配比与施作 |
2.3 土压平衡盾构泥膜效应数值分析 |
2.3.1 FLAC3D简介 |
2.3.2 模型建立 |
2.3.3 分析过程 |
2.3.4 结果分析 |
2.4 本章小结 |
3 富水圆砾地层土压平衡盾构掘进参数研究 |
3.1 概述 |
3.2 土压平衡盾构掘进参数分析 |
3.2.1 掘进参数变化规律分析 |
3.2.2 掘进参数间相关性分析 |
3.2.3 掘进参数优化总结 |
3.3 盾构掘进参数预测模型简介 |
3.3.1 SVR回归模型 |
3.3.2 线性回归模型 |
3.3.3 BP神经网络回归模型 |
3.4 盾构掘进参数预测结果分析 |
3.4.1 SVR回归模型预测结果 |
3.4.2 线性回归模型预测结果 |
3.4.3 BP神经网络回归模型预测结果 |
3.4.4 预测效果比对及分析 |
3.5 本章小结 |
4 富水圆砾地层土压平衡盾构适应性评价 |
4.1 评价指标确定原则与评价方法 |
4.1.1 适应性评价指标确定原则 |
4.1.2 适应性评价方法 |
4.2 富水圆砾地层盾构适应性影响因素分析与评价指标 |
4.2.1 盾构设计相关影响因素 |
4.2.2 盾构施工相关影响因素 |
4.2.3 地层条件相关影响因素 |
4.2.4 周边环境相关影响因素 |
4.3 富水圆砾地层盾构适应性评价模型与方法 |
4.3.1 土压平衡盾构适应性评价指标的确定 |
4.3.2 土压平衡盾构适应性评价指标体系的建立 |
4.3.3 评价指标隶属函数的确定 |
4.3.4 评价指标权重的确定 |
4.4 富水圆砾地层土压盾构适应性评价分级标准 |
4.5 呼市轨道交通2号线3标区间隧道土压平衡盾构适应性评价 |
4.5.1 评价指标数据 |
4.5.2 模糊综合评价 |
4.6 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
附录A |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(4)地铁盾构下穿高层建筑群的沉降变形与安全控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 盾构施工技术研究现状 |
1.2.2 盾构施工的影响研究现状 |
1.2.3 盾构穿越邻近建筑数值模拟研究现状 |
1.2.4 盾构施工安全监控研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 地铁隧道区间穿越建筑物的概况及变形机理分析 |
2.1 工程概况 |
2.1.1 工程地质 |
2.1.2 水文地质 |
2.2 下穿高层建筑群概况 |
2.2.1 高层建筑群的相对位置 |
2.2.2 高层建筑群的使用现状 |
2.3 地铁隧道区间掘进方案的选择 |
2.4 地铁盾构施工引起的变形机理分析 |
2.4.1 盾构施工引起的地层变形理论概述 |
2.4.2 地铁盾构施工引起地层变形的特征 |
2.4.3 地铁盾构施工引起地层变形的机理 |
2.5 本章小结 |
第三章 地铁盾构施工引起的沉降变形监测与分析 |
3.1 监测项目及监测方法 |
3.1.1 地表监测 |
3.1.2 建筑物监测 |
3.2 监测频率与控制标准 |
3.2.1 监测频率 |
3.2.2 控制标准 |
3.3 监测结果分析 |
3.3.1 地表沉降变形分析 |
3.3.2 建筑物沉降变形分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 地铁盾构下穿高层建筑的数值模拟分析 |
4.1 数值模型与参数 |
4.1.1 引言 |
4.1.2 本构模型 |
4.1.3 模型建立 |
4.1.4 计算参数 |
4.2 二维模拟及结果分析 |
4.2.1 计算模型 |
4.2.2 计算结果 |
4.3 三维模拟及结果分析 |
4.3.1 计算模型 |
4.3.2 计算结果 |
4.4 基于荷载-结构模型的盾构内力分析 |
4.4.1 基本假定 |
4.4.2 计算模型 |
4.4.3 计算结果 |
4.5 本章小结 |
第五章 地铁盾构下穿高层建筑群的安全控制 |
5.1 盾构施工引起沉降变形的控制概述 |
5.2 区间试验段的掘进参数与控制措施 |
5.2.1 试验段的选取 |
5.2.2 试验段的掘进参数 |
5.2.3 试验段的主动控制措施 |
5.3 地铁盾构穿越建筑物的掘进控制 |
5.3.1 掘进参数控制 |
5.3.2 渣土改良 |
5.3.3 同步环箍注浆 |
5.3.4 二次注浆 |
5.3.5 隧道内钢花管注浆 |
5.4 不同位置的同步浆液配合比 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)基于停机等待时间特征的隧道运输机械数量配置(论文提纲范文)
1 研究背景 |
2 主导机械停机等待时间特征 |
3 运输机械数量配置 |
3.1 自卸汽车配置数量计算及合理性判断 |
3.1.1 自卸汽车合理配置数量 |
3.1.2 出渣总时间 |
3.2 混凝土罐车配置数量计算及合理性判断 |
(1)喷完一罐车混凝土时间: |
(2)搅拌站混凝土装车时间: |
(3)混凝土运输时间: |
4 运输机械配置数量计算应用 |
4.1 出渣机械配置数量优化 |
4.1.1 自卸汽车最优配置数量 |
4.1.2 不同自卸汽车配置数量下的出渣总时间 |
4.2 湿喷机械配置数量优化 |
5 结论与讨论 |
(6)改性砂砾土盾构螺旋输送力学特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 研究现状及发展趋势 |
1.3.1 渣土改良技术 |
1.3.2 螺旋输送机工作机制 |
1.3.3 对研究现状的分析 |
1.4 研究内容和方法 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线和研究方法 |
2 渣土改良实验室试验 |
2.1 泡沫参数优化 |
2.2 膨润土参数优化 |
2.3 高分子材料参数优化 |
2.4 砂土流动性改良试验 |
2.4.1 添加泡沫流动性改良 |
2.4.2 添加膨润土流动性改良 |
2.4.3 添加高分子聚合物流动性改良 |
2.4.4 多种材料联合流动性改良 |
2.5 砂土渗透性改良试验 |
2.5.1 添加泡沫渗透性改良 |
2.5.2 添加膨润土渗透性改良 |
2.5.3 添加高分子材料渗透性改良 |
2.5.4 多种材料联合渗透性改良 |
2.6 砂土剪切强度改良试验 |
2.6.1 添加泡沫剪切强度改良 |
2.6.2 添加膨润土剪切强度改良 |
2.6.3 添加高分子材料剪切强度改良 |
2.7 砂卵石渣土改良试验 |
2.7.1 添加泡沫流动性改良 |
2.7.2 添加HPMC流动性改良 |
2.7.3 添加膨润土泥浆流动性改良 |
2.7.4 多种材料联合流动性改良 |
2.8 本章小结 |
3 改良砂土十字板剪切与压缩性试验 |
3.1 试验装置 |
3.2 试验原理及过程 |
3.3 原砂试验 |
3.4 添加泡沫改良试验 |
3.5 添加膨润土泥浆和高分子材料改良试验 |
3.6 本章小结 |
4 砂卵石地层盾构螺旋机工作机理的离散元数值仿真 |
4.1 离散元软件EDEM及典型模型 |
4.1.1 EDEM软件 |
4.1.2 Hertz-Mindlin (No Slip)模型 |
4.1.3 Hertz-Mindlin with JKR Cohesion模型 |
4.2 模型参数及土仓工作机制 |
4.2.1 模型参数 |
4.2.2 模型参数标定 |
4.2.3 盾构机土仓工作机制的实现 |
4.3 考虑不同螺旋机转速的计算模型 |
4.3.1 土仓排空状态下螺旋机排土计算模型 |
4.3.2 土仓土量基本稳定状态下螺旋机排土计算模型 |
4.4 土仓升/降压状态下螺旋机排土计算模型 |
4.4.1 计算结果 |
4.4.2 计算结果分析 |
4.5 不同螺旋机安装角度的计算模型 |
4.6 本章小结 |
5 改良渣土等效螺旋剪应力计算分析 |
5.1 螺旋结构描述 |
5.2 渣土微元体受力及运动分析 |
5.3 等效螺旋剪应力公式推导 |
5.4 实验室试验 |
5.4.1 盾构模型螺旋输送机 |
5.4.2 试验材料 |
5.4.3 试验结果 |
5.5 本章小结 |
6 驱动扭矩及渣土压力场分布计算分析 |
6.1 盾构螺旋输送机驱动扭矩分析 |
6.1.1 螺管内摩擦剪应力扭矩 |
6.1.2 土仓内螺旋轴端面摩擦扭矩 |
6.1.3 土仓内螺旋摩擦剪应力扭矩 |
6.1.4 轴承摩擦扭矩 |
6.1.5 密封圈摩擦扭矩 |
6.2 总驱动扭矩 |
6.3 驱动扭矩实验室试验 |
6.4 螺旋管内改性渣土压力场分析 |
6.4.1 螺旋轴方向的力学平衡方程 |
6.4.2 沿螺旋轴转动时负载转矩平衡方程 |
6.4.3 螺旋输送机轴向压力分布计算 |
6.5 螺旋管内渣土压力场分布实验室试验 |
6.5.1 电机转速为6rpm时螺旋管压力场分布情况 |
6.5.2 电机转速为16rpm时螺旋管压力场分布情况 |
6.5.3 模型螺旋输送机稳态时压力梯度 |
6.6 本章小节 |
7 螺旋管内渣土力学特性试验 |
7.1 孔隙水压力 |
7.2 体积输送率 |
7.3 出渣效率 |
7.4 有效应力 |
7.5 本章小节 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(7)基于成都富水漂卵石地层盾构施工关键技术研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.3 研究主要解决的问题 |
1.4 研究思路及研究内容 |
2 总体概况 |
2.1 工程概况 |
2.2 地质构造 |
2.2.1 填土层 |
2.2.2 冲洪积上层 |
2.2.3 冲洪积下层 |
2.3 水文地质条件 |
2.3.1 地表水 |
2.3.2 地下水 |
2.4 水文地质评价 |
2.4.1 水的腐蚀性评价 |
2.4.2 土的腐蚀性评价 |
2.5 临近建构筑物及管线情况 |
3 盾构机选型 |
3.1 基本概况 |
3.1.1 工程地质特性 |
3.1.2 盾构区间隧道穿越中密、密实卵石层的特点 |
3.2 盾构施工主要问题和状况 |
3.3 富水漂卵石地层盾构机选型研究 |
3.3.1 漂卵石地层盾构机选型概述 |
3.3.2 刀盘设计、刀具选型和螺旋输送机选型及设计 |
3.3.3 盾构掘进过程中出现的问题 |
3.3.4 处理措施 |
3.4 对盾构机选型的思考 |
3.4.1 对盾构机选型思考 |
3.4.2 针对富水漂卵石地层的盾构机选型 |
3.5 本章小结 |
4 盾构掘进控制技术 |
4.1 盾构施工主要参数理论计算 |
4.1.1 土压力计算 |
4.1.2 推力计算 |
4.1.3 刀盘扭矩计算 |
4.1.4 出土量计算 |
4.1.5 同步注浆量计算 |
4.2 盾构实际施工主要参数分析 |
4.2.1 盾构施工实际参数 |
4.2.2 理论计算数据与实际施工数据差异分析 |
4.2.3 其他重要参数 |
4.3 盾构机始发掘进注浆及主要技术参数 |
4.4 正常掘进施工技术 |
4.4.1 盾构掘进施工流程 |
4.4.2 参数设定和优化 |
4.4.3 盾构掘进施工 |
4.4.4 防喷涌技术保证措施 |
4.4.5 大粒径漂石处理技术保证措施 |
4.4.6 盾尾密封技术保证措施 |
4.5 盾构机姿态控制 |
4.5.1 盾构掘进方向控制 |
4.5.2 盾构掘进姿态调整与纠偏 |
4.6 盾构管片拼装技术 |
4.6.1 盾构管片要求 |
4.6.2 管片拼装方式 |
4.6.3 管片拼装工艺 |
4.6.4 盾构管片拼装常见问题及解决措施 |
4.6.5 盾构管片姿态纠偏措施 |
4.7 刀具检查与开仓换刀技术 |
4.7.1 无压开仓维修 |
4.7.2 刀具检查和更换 |
4.7.3 盾构通过换刀区后补充注浆 |
4.7.4 盾构刀具的磨损和管理 |
4.8 渣土改良技术 |
4.8.1 成都地铁地层土体分析 |
4.8.2 渣土改良剂的选择 |
4.8.3 试验研究及配比确定 |
4.9 盾构机到达施工 |
4.10 本章小结 |
5 穿越重要建(构)筑物施工技术 |
5.1 盾构沿线下穿DN800污水管 |
5.1.1 施工工艺流程 |
5.1.2 污水管流量确定 |
5.1.3 抽排实验 |
5.1.4 地面污水管跳排 |
5.1.5 掘进参数控制 |
5.1.6 洞内注浆 |
5.1.7 施工监测 |
5.2 本章小结 |
6 滞后沉降规律 |
6.1 滞后沉降 |
6.1.1 滞后沉降发生原因 |
6.1.2 滞后沉降发生过程 |
6.2 离散元模型 |
6.2.1 颗粒离散元 |
6.2.2 参数标定 |
6.2.3 数值模型 |
6.3 分析结果 |
6.4 参数敏感性分析 |
6.4.1 隧道埋深 |
6.4.2 地层空洞位置 |
6.5 对比分析 |
6.5.1 监测断面布置 |
6.5.2 监测结果 |
6.5.3 滞后沉降 |
6.6 本章小结 |
7 研究结论及展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(8)高黎贡山隧道TBM适应性设计和掘进性能的测试分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状及发展方向 |
1.2.1 TBM在国外的研究及发展 |
1.2.2 TBM在国内的研究及发展 |
1.3 研究内容及方法 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究方法和技术路线 |
第二章 依托工程概况及岩石物理力学性能试验 |
2.1 工程简介 |
2.2 自然条件 |
2.2.1 地形地貌 |
2.2.2 气象条件 |
2.3 工程地质 |
2.3.1 地层岩性 |
2.3.2 地层构造 |
2.3.3 水文地质 |
2.3.4 主要地质问题 |
2.4 岩石物理力学试验 |
2.4.1 岩石的单轴抗压强度试验 |
2.4.2 岩石的磨蚀性试验 |
2.5 本章小结 |
第三章 依托工程TBM选型设计 |
3.1 TBM选型 |
3.2 TBM及其后配套系统构成 |
3.2.1 TBM主机及附属设备 |
3.2.2 TBM后配套系统 |
3.3 TBM适应性设计分析 |
3.4 TBM主要技术参数 |
3.4.1 正洞Φ9030 敞开式TBM |
3.4.2 平导Φ6390 敞开式TBM |
3.5 本章小结 |
第四章 TBM掘进性能现场测试与分析 |
4.1 TBM掘进进尺统计分析 |
4.1.1 单月最高日进尺和平均日进尺分析 |
4.1.2 周进尺和月进尺统计分析 |
4.1.3 不同围岩类别下平均日进尺分析 |
4.1.4 不同围岩岩性下平均日进尺分析 |
4.2 TBM掘进作业利用率统计分析 |
4.2.1 TBM每月作业利用率统计分析 |
4.2.2 TBM整体作业利用率统计分析 |
4.3 设备完好率统计分析 |
4.4 TBM刀具布置及磨损测试分析 |
4.4.1 刀具失效形式统计分析 |
4.4.2 刀盘各刀位刀具累计磨损量分析 |
4.4.3 大小TBM刀具磨损对比 |
4.5 本章小结 |
第五章 TBM适应性设计测试分析 |
5.1 主参数设计验证分析 |
5.2 针对断层破碎带设计测试分析 |
5.2.1 断层破碎带情况 |
5.2.2 TBM适应性设计 |
5.2.3 设备应用及施工工艺 |
5.2.4 TBM适应性设计应用效果分析 |
5.3 针对突涌水设计测试分析 |
5.3.1 TBM排水系统设计 |
5.3.2 设备应用及施工工艺 |
5.3.3 排水系统现场应用验证分析 |
5.4 物料吊运系统验证分析 |
5.5 清渣系统验证分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 TBM掘进性能相关性分析及预测模型 |
6.1 TBM掘进性能与掘进参数和地质参数相关性分析 |
6.1.1 掘进性能与掘进参数的关系 |
6.1.2 掘进性能与围岩类别的关系 |
6.1.3 掘进参数与围岩类别的关系 |
6.2 掘进性能预测模型 |
6.2.1 数据采集与统计 |
6.2.2 模型的建立条件 |
6.2.3 符号说明 |
6.2.4 建立模型 |
6.2.5 模型的验证 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(9)复杂地质条件下大型地下储备洞群施工关键技术研究及应用 ——以海南某地下工程为例(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 洞群近接施工技术研究现状 |
1.2.2 立式洞室施工实例 |
1.2.3 二次衬砌施工技术研究现状 |
1.2.4 总结 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 主要创新点 |
第2章 洞群设计和施工技术研究 |
2.1 概述 |
2.2 课题依托工程概况 |
2.2.1 工程概况 |
2.2.2 工程地质和水文地质 |
2.3 工程特点和难点 |
2.3.1 工程特点 |
2.3.2 工程难点 |
2.4 洞室合理间距的确定 |
2.4.1 工程类比法 |
2.4.2 数值分析优化方法 |
2.4.3 爆破振动对洞室间距的影响 |
2.4.4 洞室中心间距的确定 |
2.5 洞群总体施工顺序与开挖方式 |
2.5.1 洞群总体施工顺序 |
2.5.2 洞室开挖方式选择 |
2.6 洞群施工出渣方式选择 |
2.7 本章小结 |
第3章 储备洞室施工关键技术 |
3.1 洞室位置确定技术 |
3.1.1 洞室位置选择原则 |
3.1.2 洞室位置选择的技术路线 |
3.1.3 超前地质预报技术 |
3.2 洞室总体施工方案说明 |
3.3 大跨穹顶施工方案优化 |
3.3.1 设计施工方案 |
3.3.2 施工方案优化 |
3.3.3 优化总结 |
3.4 竖井施工方案优化 |
3.4.1 设计施工方案 |
3.4.2 施工方案优化 |
3.4.3 优化总结 |
3.5 罐体施工方案优化 |
3.5.1 设计施工方案 |
3.5.2 施工方案优化 |
3.5.3 优化总结 |
3.6 罐底施工方案 |
3.7 穹顶支护结构形式及参数优化 |
3.7.1 穹顶支护结构形式及参数 |
3.7.2 锚杆杆体轴向拉力设计值 |
3.7.3 支护参数优化 |
3.8 洞室形状控制技术 |
3.8.1 控制爆破技术 |
3.8.2 洞室形状检测技术 |
3.9 本章小结 |
第4章 二次衬砌施工关键技术 |
4.1 概述 |
4.2 二次衬砌施工顺序和分段方法 |
4.3 模板系统设计 |
4.3.1 模板设计原则 |
4.3.2 模板组配设计 |
4.3.3 模板设计计算 |
4.4 罐体二次衬砌施工技术 |
4.4.1 二次衬砌施工流程 |
4.4.2 二次衬砌施工作业线 |
4.5 本章小结 |
第5章 施工监控量测及其分析 |
5.1 监测的目的及意义 |
5.2 监测方案设计原则 |
5.3 监测方案设计 |
5.3.1 监测项目 |
5.3.2 测点布置 |
5.3.3 监测频率 |
5.4 监测数据分析 |
5.4.1 围岩内部位移监测数据分析 |
5.4.2 围岩压力监测数据分析 |
5.4.3 锚杆轴力监测数据分析 |
5.4.4 渗水压力监测数据分析 |
5.4.5 爆破振动监测数据分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
个人简历 攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(10)风幕通风方式下施工隧道粉尘浓度场相似模化实验与数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 粉尘防治技术研究现状 |
1.2.1 理论研究现状 |
1.2.2 技术研究现状 |
1.2.3 基于数值模拟分析研究现状 |
1.3 风幕隔尘技术的理论研究与应用现状 |
1.3.1 理论研究现状 |
1.3.2 技术研究现状 |
1.4 现状存在的问题与不足 |
1.4.1 防尘降尘措施的局限性分析 |
1.4.2 风幕隔尘技术应用的局限性分析 |
1.4.3 数值模拟分析的不足性分析 |
1.5 研究目的及研究内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 技术线路及研究方法 |
第2章 隧道粉尘扩散运动分析与现场检测 |
2.1 本章研究意义 |
2.2 隧道钻爆条件下粉尘产生过程及其微观特征 |
2.3 气流运动基本控制方程及求解 |
2.3.1 空气流动计算的条件假设 |
2.3.2 空气流动基本控制方程 |
2.3.3 空气流动基本控制方程求解 |
2.4 粉尘扩散运动受力分析 |
2.5 实验隧道概况 |
2.6 检测指标与检测设备 |
2.6.1 通风实验检测指标 |
2.6.2 检测设备及相关参数 |
2.7 气流流场运动特征测定 |
2.7.1 流场检测方案 |
2.7.2 气流流场检测点布设方案 |
2.7.3 风管出风风速衰减分析 |
2.7.4 气流矢量特点检测结果及分析 |
2.8 粉尘浓度场演化特征测定 |
2.8.1 粉尘浓度场检测方案 |
2.8.2 检测点布设方案 |
2.8.3 粉尘初始浓度检测结果 |
2.8.4 产尘量拟合计算 |
2.8.5 施工作业区粉尘浓度检测结果及分析 |
2.8.6 隧道沿程粉尘浓度检测结果及分析 |
2.9 本章小结 |
第3章 风幕射流基本运动特性 |
3.1 本章研究意义 |
3.2 风幕通风技术原理 |
3.3 平面紊动射流特性 |
3.3.1 条缝射流运动过程及构成分区 |
3.3.2 射流参数关系 |
3.3.3 射流断面流速分布特征 |
3.3.4 射流运动基本关系式 |
3.3.5 射流主体段轴线速度与流量衰减规律 |
3.3.6 射流相关运动参数计算 |
3.4 平面紊动冲击射流参数分析 |
3.4.1 射流运动分区 |
3.4.2 自由射流区运动参数 |
3.4.3 射流冲击区运动参数 |
3.4.4 附壁射流区运动参数 |
3.5 平面紊动冲击射流流量分配 |
3.5.1 正向冲击射流流量分配 |
3.5.2 斜向冲击射流流量分配 |
3.6 本章小结 |
第4章 风幕通风方式模化相似性实验 |
4.1 本章研究意义 |
4.2 模化相似准则及相关理论 |
4.2.1 相似定理 |
4.2.2 自模性理论与相似准则数的导出 |
4.2.3 气固两相流运动的单值条件 |
4.2.4 相似准则数及单值条件的化简 |
4.3 隧道模型结构相似参数 |
4.3.1 模型空间几何参数 |
4.3.2 风幕射流腔布设位置 |
4.3.3 射流喷口布设高度 |
4.3.4 射流喷口几何尺寸 |
4.3.5 射流喷口布设角度 |
4.3.6 射流喷口处风速 |
4.3.7 吸尘口几何尺寸及风速 |
4.4 气固两相流介质相似参数 |
4.4.1 隧体内风速参数 |
4.4.2 粉尘粒径参数 |
4.4.3 粉尘量参数 |
4.5 模型制作及主要检测设备 |
4.5.1 模型制作 |
4.5.2 实验材料与检测设备 |
4.5.3 检测点布设 |
4.5.4 风幕隔烟演示实验 |
4.6 模型风幕隔尘实验效果分析 |
4.6.1 喷口不同宽度及风速条件下风幕隔尘效果 |
4.6.2 冲击壁面处最优风速值 |
4.7 最优射流角度实验效果分析 |
4.7.1 不同射流角度条件下风幕气流特点 |
4.7.2 不同射流角度条件下风幕隔尘效果 |
4.7.3 不同射流角度条件下风幕系统除尘效果 |
4.8 相似参数回归分析 |
4.9 本章小结 |
第5章 粉尘扩散数值模拟及降尘率对比分析 |
5.1 本章研究意义 |
5.2 CFD简介及特点 |
5.3 气固耦合运动数学模型 |
5.3.1 模型求解的基本假定 |
5.3.2 气固两相流控制方程 |
5.4 隧道几何模型建立 |
5.4.1 施工隧道几何模型建立 |
5.4.2 几何模型网格划分 |
5.5 模型流场及粉尘浓度场初始条件分析 |
5.5.1 初始风速 |
5.5.2 初始产尘量与粉尘粒度分布 |
5.6 模型求解器设置 |
5.6.1 模型求解逻辑关系分析 |
5.6.2 风流场模型求解器参数设置 |
5.6.3 粉尘浓度场模型求解器参数设置 |
5.6.4 流场介质参数设置 |
5.6.5 尘源参数设置 |
5.6.6 气固两相流离散项模型设置 |
5.6.7 模型边界条件参数设置 |
5.6.8 模型求解时间步长与解迭代次数设置 |
5.7 压入式通风条件下流场及浓度场数值模拟 |
5.7.1 流场内风流运动规律 |
5.7.2 风速风向解算结果 |
5.7.3 粉尘浓度场演化特点 |
5.7.4 实测数据与模拟数据误差分析 |
5.8 风幕式通风条件下流场及浓度场数值模拟 |
5.8.1 流场内风流运动规律 |
5.8.2 流场风速解算结果 |
5.8.3 二维平面内气流方向解算结果 |
5.8.4 粉尘浓度解算结果 |
5.8.5 粉尘浓度场演化特点 |
5.9 非稳态条件下降尘效率对比分析 |
5.9.1 相对降尘效率对比分析 |
5.9.2 绝对降尘效率对比分析 |
5.10 本章小结 |
第6章 风幕通风方式的优越性及应用前景 |
6.1 优越性分析 |
6.1.1 环保效益 |
6.1.2 时间效益 |
6.1.3 经济效益 |
6.2 推广应用前景 |
6.3 本章小结 |
结论与展望 |
研究结论 |
创新点 |
建议与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、隧道出渣设备最佳配合分析(论文参考文献)
- [1]TBM盘形滚刀刀圈—岩石对磨缩尺比例试验台研制及相似性验证[D]. 郭龙. 湘潭大学, 2020
- [2]海沧海底隧道施工通风关键参数及方案优化研究[D]. 吴奋读. 重庆交通大学, 2020(01)
- [3]富水圆砾地层土压平衡盾构掘进关键技术[D]. 姚岚. 北京交通大学, 2020(03)
- [4]地铁盾构下穿高层建筑群的沉降变形与安全控制研究[D]. 吕杰. 长安大学, 2020(06)
- [5]基于停机等待时间特征的隧道运输机械数量配置[J]. 刘禹阳,王朋乐,汪碧云,席锦州. 科学技术与工程, 2020(10)
- [6]改性砂砾土盾构螺旋输送力学特性研究[D]. 李兴春. 北京交通大学, 2019(01)
- [7]基于成都富水漂卵石地层盾构施工关键技术研究与应用[D]. 吴青华. 西安理工大学, 2019(01)
- [8]高黎贡山隧道TBM适应性设计和掘进性能的测试分析[D]. 郭灿. 石家庄铁道大学, 2019(03)
- [9]复杂地质条件下大型地下储备洞群施工关键技术研究及应用 ——以海南某地下工程为例[D]. 杨长春. 华东交通大学, 2019(03)
- [10]风幕通风方式下施工隧道粉尘浓度场相似模化实验与数值模拟[D]. 乔力伟. 西南交通大学, 2019(06)