通過搭建盾構(gòu)模型試驗平臺，進(jìn)行刀具切削試驗，研究砂卵石地層與刀具切削相關(guān)物理力學(xué)特性，提出了砂卵石地層盾構(gòu)刀具切削機(jī)理和切削模式，并命名為犁松原理，為類似地層合理配置刀具提供了理論依據(jù)；并依托實際工程進(jìn)行了現(xiàn)場盾構(gòu)刀具磨損動態(tài)監(jiān)測，研發(fā)了超聲波動態(tài)監(jiān)測盾構(gòu)刀具磨損裝置，基于監(jiān)測數(shù)據(jù)建立了盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與刀具磨損的相關(guān)數(shù)學(xué)模型?；陬w粒流理論，建立了盾構(gòu)刀具切削砂卵石地層細(xì)管力學(xué)模型，研究了不同刀間距、貫入度、地層條件切削效率問題，根據(jù)刀具間土體顆粒接觸力的變化，總結(jié)歸納出了三種典型的土體耕松模式，三種耕松模式可根據(jù)切深和間距不同相互轉(zhuǎn)化, 耕松土體面積也因耕松模式的變化而改變，并提出了耕松效率的概念, 結(jié)合相關(guān)參數(shù)的比較, 選擇出了最優(yōu)刀間距。結(jié)合北京地區(qū)砂卵石地層實際工程刀具磨損觀測數(shù)據(jù)，總結(jié)了砂卵石地層刀具磨損規(guī)律，并從刀具配置和渣土改良兩個方面提出了耐磨減磨措施，為盾構(gòu)施工提供了指導(dǎo)。

采用理論研究、室內(nèi)實驗、模型實驗及現(xiàn)場切削過程和刀具磨損的動態(tài)監(jiān)測等手段，在研究砂卵石與盾構(gòu)刀具切削相關(guān)的物理力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，研究砂卵石地層盾構(gòu)刀具切削機(jī)理和刀具磨損。包括(1)砂卵石地層合理的切削模式和切削力學(xué)模型；(2)砂卵石地層土體性質(zhì)與刀具磨損的相關(guān)關(guān)系；(3)刀具形式和配置與刀具磨損關(guān)系；(4)盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)與刀具磨損的相關(guān)數(shù)學(xué)模型。研究從刀具與土體的相互作用入手，通過理論分析建立砂卵石地層切削力學(xué)模型，進(jìn)行具有不同的砂卵石地層條件（粒徑、級配、密實度）、刀具形式（刀具尺寸、形式、安置角度等）及掘進(jìn)參數(shù)(掘進(jìn)速度、推力和扭矩等)的切削模型實驗，分析提出砂卵石地層性質(zhì)與刀具形式、刀具配置的相關(guān)關(guān)系。建立刀具磨損與掘進(jìn)參數(shù)的相關(guān)數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行現(xiàn)場動態(tài)觀測，合理修正相關(guān)理論模型。針對具體工程提出降低刀具磨損方案。為砂卵石地層盾構(gòu)選型、刀盤刀具設(shè)計以及長距離連續(xù)安全掘進(jìn)提供依據(jù)。

內(nèi)容介紹

《砂卵石地層條件下盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)理與實踐》以成都地鐵1號線為工程案例，系統(tǒng)研究砂卵石地層地質(zhì)力學(xué)特性、盾構(gòu)選型、掘進(jìn)參數(shù)及其盾構(gòu)掘進(jìn)性能的影響因素。根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，對當(dāng)前隧道掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行了科學(xué)分類。結(jié)合現(xiàn)場及室內(nèi)試驗分析了該類地層的力學(xué)不穩(wěn)定特性，探討了導(dǎo)致盾構(gòu)掘進(jìn)性能低下的主要原因。同時，介紹了專為該類地層開發(fā)的數(shù)據(jù)模型生成系統(tǒng)，進(jìn)行了卵石空間形態(tài)對力學(xué)性能影響的深入探討。并推導(dǎo)該類地層力學(xué)特性的理論計算模型，通過數(shù)值方法進(jìn)行了驗證。

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硬質(zhì)合金切削刀具幾何角度及切削要素以車刀為代表，介紹了硬質(zhì)合金切削刀具切削部分基本定義及有關(guān)名詞術(shù)語，同時說明了硬質(zhì)合金切削刀具幾何形狀的分析及其圖示方法。

硬質(zhì)合金切削刀具幾何角度及切削要素包括對硬質(zhì)合金切削刀具的切削運動與切削用量、鎢鋼切削刀具切削基本知識、鎢鋼切削刀具的工作角度及其鎢鋼切削刀具的切削層與切削方式的詳細(xì)介紹。

不同類型的鎢鋼切削刀具，其刀面、切削刃數(shù)量不同。但組成鎢鋼切削刀具的最基本單元是兩個刀面匯交成的一個切削刃，簡稱兩面一刃。任何復(fù)雜的鎢鋼切削刀具都可將其分為一個個基本單元進(jìn)行分析。