复合地层中盾构盘形滚刀偏磨机理,本文是研究相关毕业论文范文与盾构盘形滚刀和复合地层和机理相关硕士学位论文范文.
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摘 要文章分析了盾构盘形滚刀工作原理,探讨了盾构盘形滚刀偏磨情况下的受力情况,得出通过提升渣土自身流动性能以及进一步优化刀箱结构,可以确保刀箱摩阻有效减小,避免偏磨问题的发生
关键词复合地层；盾构盘形滚刀；偏磨；受力
中图分类号：U455.39文献标识码：C文章编号：2095-1205(2017)08-18-01
1盾构盘形滚刀工作原理
盾构盘形滚刀经历了不同的发展历程,盾构盘形滚刀截面也表现出不同的形式,包含有三种不同类别,分别为尖刃楔形截面、弧刃楔形截面以及近似常截面.在实际的使用中,刀具会不断的磨损,尖刃楔形截面的盾构盘形滚刀,便会在较短的时间内发生钝化,导致掘进效率降低；弧刃楔形截面的盾构盘形滚刀,性能相对优良；而近似常截面的盾构盘形滚刀,在不断的磨损过程中,其截面同样可以保持恒定的尺寸.所以,目前基本上都是使用近似常截面的盾构盘形滚刀对岩石进行破碎施工.盾构盘形滚刀重要的尺寸参数包含有盾构盘形滚刀直径D、盾构盘形滚刀刀刃角β、盾构盘形滚刀刀尖圆弧半径γ等.上述各种参数值均会对盾构机掘进效率以及耗能量等产生相对大的影响.
在实际掘进过程中,盾构盘形滚刀受到相应的推动力,安装在刀盘之上的滚刀便会紧压着岩石,在刀盘不断转动的同时,岩石便被切削出同心圆,再通过滚刀拥有的楔块功能,在达到岩石能够承受的极限应力以后,不同同心圆之间便会产生贯通性的裂隙,从而将岩石剥落下来.在这一过程中,滚刀便会出现磨损,滚刀磨损的类型主要包含有均匀性磨损、非均匀性磨损以及刀圈崩裂等.
（1）均匀磨损.均匀磨损即盾构盘形滚刀的刀圈周围不同部位出现磨损情况相近,表现为均匀磨损的状态.
（2）非均匀磨损.非均匀磨损即盾构盘形滚刀的刀圈周围不同部位出现磨损情况存在一定差异,也就是出现了偏磨问题,表现为非均匀磨损.
（3）刀圈崩裂.刀圈崩裂即盾构盘形滚刀发生径向开裂或者崩角,导致盾构盘形滚刀不再拥有破岩功能.
2盾构盘形滚刀偏磨情况下的受力
2.1盾构盘形滚刀受力分析
盾构盘形滚刀是被安装在刀盘之上的,通常盾构盘形滚刀会随着刀盘的转动而发生公转,但是,盾构盘形滚刀也会发生自转.把单独的盾构盘形滚刀当成是受力对象加以分析.盾构机掘进时,对盾构盘形滚刀造成影响的因素包含有土仓渣土形成的阻力、刀箱之中渣土形成的阻力、盾构盘形滚刀发生自转受到的阻力以及开挖面地层形成的阻力.
2.2复合地层盾构盘形滚刀偏磨分析
要是盾构机掘进施工的地层结构属于单一硬岩石结构,因为没有T土仓以及T刀箱力矩,或者T土仓以及T刀箱力矩值较小,能够完全忽略.所以,仅需满足T转＞T启动便可,这样盾构盘形滚刀就能够转动.所以,在单一硬岩石地层之中,盾构盘形滚刀出现的磨损基本上都是均匀磨损,很少出现偏磨问题.
而要是盾构机在复合地层之中进行掘进施工,因为岩石的硬度不同,要想确保土压达到平衡状态,应当确保土仓之中留有一定量的土,这样才可以维持土压的平衡.所以,盾构盘形滚刀便会受到土仓渣土形成的阻力以及刀箱之中渣土形成的阻力作用.而要是摩擦阻力偏大,则便会出现T转＜T阻的情况,此时盾构盘形滚刀便不能转动,盾构盘形滚刀一侧位置就会出现磨损问题,使得刀圈发生偏磨问题,最终导致刀具被破坏.
3小结
复合地层之中盾构盘形滚刀发生偏磨问题关键在于T转＜T阻,导致盾构盘形滚刀不能转动,所以,要想防止盾构盘形滚刀出现偏磨问题,应当通过下列措施：
（1）提升渣土自身流动性能,便能够显著降低刀箱之中渣土形成的阻力,从而使得磨损力矩有所减小.
（2）进一步的优化刀箱结构,设计倒梯形结构,这样可以确保渣土能够更加顺利进入土仓之中,使得刀箱摩阻有效减小.
参考文献
[1]张厚美.盾构隧道盘形滚刀损坏的原因分析与对策[J].现代隧道技术,2010,47(06):40-45+50.
[2]张厚美.盾构盘形滚刀损坏机理的力学分析与应用[J].现代隧道技术,2011,48(1):61-65.
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