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基于岩碴比表面积的完整岩体TBM破岩效率分析: 2025年; 岩碴是TBM掘进过程中岩~机相互作用的直接产物,其破碎程度、形态特征、粒径分布等信息是TBM破岩效率的重要反馈指标。基于岩碴现场筛分试验和室内三维扫描试验,定量分析了TBM岩碴的形态特征及其随粒径变化的规律,提出一种基于岩碴粒径分布规律的比表面积计算方法,准确计算了不同粒径分布条件下岩碴比表面积的真实值。结合岩碴新表面理论指标对岩碴比表面积计算结果进行验证,同时分析了岩碴比表面积与TBM破岩效率之间的内在联系。研究结果表明:随着岩碴粒径增大,岩碴的球形度和扁平度逐渐减小、伸长度逐渐增大。总体上,岩碴的伸长度越大、扁平度和球形度越小,粗糙度指数就越大,TBM破岩效率越高。采用积分的方法,利用表面积预测函数与累积分布函数可计算得到岩碴试样比表面积真实值且分析发现其数据可近似表示单位质量岩体破碎后新增表面积的大小。岩碴比表面积SW与新表面理论指标Sa之间具有较好的线性相关性,可以相互验证其准确性与合理性,但相比新表面理论指标Sa,比表面积SW具有更清晰的物理意义和更为直观的数字结果。岩碴比表面积随TBM掘进比能、贯入度指数增加而增大,随粗糙度指数增大而减小,即岩碴比表面积可较好地描述岩石破碎程度及能量消耗,岩碴比表面积越大,岩碴就越破碎,TBM破岩效率越低。; 闫长斌石雨萱李严李庆民刘永胜吴遁; 关键词：TBM 破岩效率比表面积

一种基于图像分形维数的TBM破岩效率评价方法: 本发明公开了一种基于图像分形维数的TBM破岩效率评价方法，涉及TBM施工评价研究技术领域，包括以下步骤：搭建获取岩渣图像的拍摄平台，对获取的岩渣图像进行预处理；依照Sandbox法基本原理，针对岩碴图像特点在原有模型的基...; 李庆民陈健李秀东闫长斌杨公标尹波涛王志奎石雨萱孔德奥安芳慧杜明哲

镶齿滚刀磨损寿命与破岩效率的多目标优化: 2025年; 在微风化花岗岩地层中盘形滚刀磨损严重,利用镶齿滚刀代替盘形滚刀进行破岩,需要保证镶齿滚刀拥有较长的磨损寿命及较高的破岩效率。为了解决这些问题,本文首先,建立镶齿滚刀破岩的受力模型和每环磨损量计算公式;然后,基于改进ACO算法的多级罚函数构建镶齿滚刀多目标优化模型;最后,以镶齿滚刀最小每环径向磨损量、最小破岩比能、最长破岩距离及掘进机最大掘进速度为优化目标,进行镶齿滚刀整体模型的多目标优化,得出较优的镶齿滚刀齿数、齿高和贯入度。研究结果表明:镶齿滚刀每环磨损量中塑性磨损和脆性磨损的占比较大;以某个指标作为镶齿滚刀的单目标优化函数不能达到整体最优,需要用各单目标的最优值构建基于改进ACO算法的多级罚函数模型,得到整体最优值。微风化花岗岩地层中正面滚刀更适合采用镶齿滚刀,得到其优化参数组合,即齿数为36个、齿高为8mm和贯入度为4mm。; 黄鸿颖罗毅管会生江宁; 关键词：破岩效率多目标优化

用于TBM岩渣筛分的多层滚筒筛装置及破岩效率评价方法: 本发明涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及用于TBM岩渣筛分的多层滚筒筛装置及破岩效率评价方法，采用本发明所提供的上述装置和方法，在滚筒筛中设置多层嵌套结构，可实现不同尺寸岩渣的自动筛分，从而提高筛分效率。该装置可直接放...; 刘建平谢直卉周治佳谢军薛珂罗世鑫姜雨林

基于PFC3D花岗岩地层破岩效率影响规律研究: 2025年; 本文通过PFC3D离散元软件建立了三维双滚刀破岩模型,根据室内试验结果验证模型的准确性,并对不同围压、刀间距、贯入度和温度条件下花岗岩地层破岩效率开展了研究。结果表明,相同温度条件下,围压和刀间距对破岩效率有着抑制作用;随着贯入深度增加,刀具与岩石接触更加充分,同时岩层温度上升,破岩效率会逐渐提升。; 唐宇飞吴宗汉潘云贵; 关键词：全断面岩石掘进机高温

一种提高综掘机破岩效率的水力预裂岩体方法: 本发明公开了一种提高综掘机破岩效率的水力预裂岩体方法，包括：S1、确定硬岩巷道上压裂孔的初步位置，并现场实测压裂孔周围任意点的应力分布和相关物理力学参数；S2、计算得到起裂压力，并选择设备的型号和性能参数；计算得到理论压...; 赵宝福韩猛胡成军王圣志武飞杨继强

TBM滚刀刃型对破岩效率影响试验研究: 2025年; 【目的】揭示刃型对滚刀破岩的影响规律。【方法】采用室内试验与有限元仿真相结合的方式,利用自制的多功能缩尺滚刀直线破岩试验台,对平刃、楔刃与复合刃3种不同刃型滚刀进行破岩效率研究,同时使用有限元软件ABAQUS对3种不同刃型滚刀的破岩过程进行模拟,揭示破岩机理。【结果】1)楔刃滚刀的破岩载荷最小,平刃滚刀产生的岩碴质量最大,复合刃滚刀的破岩比能最小且破岩效率最高;2)试验过程中,楔刃滚刀出现了崩刃的现象,平刃与复合刃滚刀完整度较高;3)仿真分析进一步揭示了不同刃型滚刀在破岩过程中刀下裂缝的扩展规律,楔刃与复合刃滚刀由于接触面积小、压力集中,可以有效地降低破岩载荷。【结论】楔刃和复合刃滚刀因存在楔形结构,所以能有效降低破岩载荷,其中复合刃滚刀因产生的岩碴质量更大,表现出了更好的破岩效率。尽管楔刃滚刀在试验中出现了崩刃现象,但楔形结构对提高滚刀破岩效率具有重要作用,可以为未来的TBM滚刀设计与优化工作提供参考。; 杨沐霖耿麒李志彪; 关键词：有限元仿真

这个数智系统,提高破岩效率超15%: 2025年; 中石化石油工程技术研究院石油工程决策支持系统助力钻探开发再高效。面对复杂地质挑战,石油工程技术正在更快、更优、更智能。中石化石油工程技术研究院(简称工程院)紧跟“以科技之手端牢能源饭碗”的新需求,积极探索信息技术与石油工程技术领域的融合应用,历经13年持续攻关和迭代,研发形成了“数据一体化分析和优化助力石油钻井智能分析与远程决策”技术(石油工程决策支持系统PEAdviser)。近日,该技术案例成功入选工业和信息化部办公厅首届2024年工业领域数据要素应用场景典型实践案例。; 蒋琳琳李昌盛任丽丽; 关键词：决策支持系统石油工程技术信息技术

基于离散元的凿岩机破岩过程模拟和破岩效率分析: 2024年; 为分析凿岩机的破岩过程,提高其破岩效率,采用离散单元法分析软件PFC3D探究凿岩机钻头的破岩过程。通过模拟在不同加载速率下单钻头凿岩机的破岩过程,并以破岩比功表征两种风化程度花岗岩的破碎程度,探讨了相应的凿岩机破岩效率;进一步分析不同条件下破岩比功的变化规律,得出了有效提高凿岩机破岩效率的最佳参数选择。; 阎广斌; 关键词：凿岩机破岩效率离散单元法

一种评价冲击荷载作用下钻头牙齿破岩效率的装置及方法: 本发明公开了一种评价冲击荷载作用下钻头牙齿破岩效率的装置及方法，包括破岩系统，三轴加载系统，数据采集与处理系统。所述破岩系统由霍普金森压杆装置、钻头、套筒组成，霍普金森压杆装置主要包括发射管、撞击杆、激光测速仪、入射杆、...; 范立峰李涵席岩

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