岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (3): 615-623.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0503
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张金良1, 2,杨风威1, 2,曹智国1, 2, 3,苏伟林1, 2
ZHANG Jin-liang1, 2, YANG Feng-wei1, 2, CAO Zhi-guo1, 2, 3, SU Wei-lin1, 2
摘要: 高压水射流的破岩效果对高压水射流辅助掘进机破岩技术至关重要。为提升隧道掘进机工况下高压水射流辅助破岩的效率,开展大线速度下超高压水射流破岩试验,分析喷嘴移动线速度、射流压力和喷嘴直径对破岩效果的影响规律,并探究加磨料和射流形式对破岩效果的影响。试验结果表明,随喷嘴移动线速度增加,高压水射流的切割深度和切割宽度均近似线性减小;随射流压力增加,切割深度近似线性增大,压力从200 MPa提高到280 MPa,切割深度增加了72%~82%;喷嘴直径从0.35 mm增大到0.60 mm,切割深度增加了60%~85%。大线速度下加磨料后射流变发散,加磨料的切割深度小于纯水的切割深度,加磨料的切割宽度大于纯水的切割宽度。砂管束流射流模式的能量利用率更高,砂管束流的切割深度比长线射流的切割深度大35%~42%,砂管束流的切割宽度比长线射流的切割宽度大78%~85%。基于Crow切割岩石理论,通过试验数据回归分析,得到大线速度下超高压水射流切割深度半理论半经验预测模型,可为高压水射流辅助掘进机破岩技术中射流切割参数优化提供参考依据。研究成果对提升隧道掘进机工况下超高压水射流辅助破岩的效率是很有意义的。
中图分类号:
[1] | 孙浩凯, 高阳, 朱光轩, 徐飞, 郑新雨, . 隧道掘进机滚刀破岩动态荷载理论模型及试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1657-1670. |
[2] | 闫长斌, 李高留, 陈健, 李严, 杨延栋, 杨风威, 杨继华, . 基于新表面理论的TBM破岩效率评价指标[J]. 岩土力学, 2023, 44(4): 1153-1164. |
[3] | 王书文, 鞠文君, 张春会, 苏士杰, 陆闯, . 弹脆性圆形煤巷应力跃升及冲击地压预测模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 873-883. |
[4] | 彭赟, 胡明鉴, 阿颖, 王雪晴, . 珊瑚砂热物理参数测试与预测模型对比分析[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 884-895. |
[5] | 金佳旭, 朱磊, 刘磊, 陈亿军, 姚远, 高腾飞, 李若欣, . 填埋场单井注气气体压力监测试验及预测模型[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 259-267. |
[6] | 陈锐, 张星, 郝若愚, 包卫星. 干湿循环下地聚合物固化黄土强度 劣化机制与模型研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1164-1174. |
[7] | 仉文岗, 顾鑫, 刘汉龙, 张青, 王林, 王鲁琦, . 基于贝叶斯更新的非饱和土坡参数概率 反演及变形预测[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 1112-1122. |
[8] | 王海曼, 倪万魁. 不同干密度压实黄土的饱和/非饱和渗透 系数预测模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 729-736. |
[9] | 张魁, 杨长, 陈春雷, 彭赐彩, 刘杰, . 激光辅助TBM盘形滚刀压头侵岩缩尺试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 87-96. |
[10] | 江帅, 朱勇, 栗青, 周辉, 涂洪亮, 杨凡杰, . 隧道开挖地表沉降动态预测及影响因素分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 195-204. |
[11] | 李亚峰, 聂如松, 李元军, 冷伍明, 阮波, . 间歇性循环荷载下路基细粒土填料永久 变形特性及预测模型[J]. 岩土力学, 2021, 42(4): 1065-1077. |
[12] | 闫长斌, 汪鹤健, 杨继华, 陈馈, 周建军, 郭卫新, . 利用PLSR-DNN耦合模型预测TBM净掘进速率[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 519-528. |
[13] | 杨志浩, 岳祖润, 冯怀平, 叶朝良, 马德良, . 级配碎石填料大三轴试验及累积塑性应变预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 2993-3002. |
[14] | 史林肯, 周辉, 宋明, 卢景景, 张传庆, 路新景, . 深部复合地层TBM开挖扰动模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1933-1943. |
[15] | 梁珂, 陈国兴, 杭天柱, 刘抗, 何杨, . 砂类土最大动剪切模量的新预测模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1963-1970. |
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