TBM滚刀破岩机理的试验模拟研究的任务书.docx

TBM滚刀破岩机理的试验模拟研究的任务书
任务书
研究TBM滚刀破岩机理的试验模拟
一、研究背景及意义
土木工程中最难解决的问题之一是岩石的破碎与移除。传统的钻孔和爆破方法不仅耗费时间和资源，而且存在安全风险，并且无法满足一些特殊地质条件下的要求。
为了解决这些问题，隧道掘进机(TBM)已被广泛应用。TBM的强大功能可以使其在地下隧道掘进方面表现出色。TBM机器的工作效率高、安全性高，因为它不需要将工人送入地下深处，同时它也适用地质多变的各种岩石，例如紧实的砾石、黏性土、软岩和坚硬的岩石。
TBM机器的一个重要部件是滚刀头。滚刀头是一种破碎、切割并移除岩石的工具。岩石被滚刀头破碎并推送到土槽中，在转载运输到地面或以水管和输送系统通过轮廓管道输送到地面。
因此，了解TBM滚刀破岩机理是非常重要的。然而，由于其复杂性，TBM滚刀头中特定的破岩机理没有得到足够的研究。因此，有必要进一步研究TBM滚刀头的机理，以改进其设计、提高生产效率和减少成本。
二、研究目标
探究TBM滚刀破岩机理，明确各个组件对于破岩的影响，并根据实验结果改进TBM滚刀头的设计。
三、研究内容
1.了解TBM滚刀头的基本情况，包括其结构、工作原理和应用范围。
2.设计和制作模拟试验样品。根据实际情况，确定岩石的物理和机械特性，并制作符合实际需要的试验样品。
3.进行试验。利用试验样品，考虑各种参数如滚刀头旋转速度、压力、岩石硬度和粘度等，对滚刀头在岩石中的工作机理进行模拟研究。
4.探究TBM滚刀头各个组件对于破岩的影响，优化其设计，提高生产效率和降低成本。
5.对试验结果进行统计和分析，并总结得出结论。
四、研究方案
1.资料集中：收集有关TBM滚刀头的样品资料，并了解岩石的物理和机械特性。
2.试验设计：了解各种参数的影响因素，例如滚刀头旋转速度、压力、岩石硬度和粘度等，根据实际情况设计合适的试验方案。
3.试验制作：根据试验方案制作试验样品，注意控制质量和规范化生产。
4.实验操作：根据设计方案对试验样品进行实验操作，并记录数据及其变化。
5.实验结果分析：对实验结果进行统计和分析，并对实验数据进行处理。
6.结果总结：综合实验结果，总结得出科学的结论。
五、预期结果
通过本次实验，我们可以更好地了解TBM滚刀头的破岩机理，并探究其组件对破岩的影响。同时，还可以改进TBM滚刀头的设计，提高生产效率和降低成本。
六、预期时间表
本次研究大概需要三个月左右的时间，根据以下时间表进行预测：
第一阶段：资料相关收集（15天）；
第二阶段：试验设计（15天）；
第三阶段：样品制作，并进行试验操作（30天）；
第四阶段：数据处理和分析（15天）；
第五阶段：实验结果总结和论文撰写（15天）。
七、预期预算
本次研究预计所需经费为5万-10万元之间，其中包括试验材料制作费用、设备运作费用、样品分析费用和实验员薪酬等。
八、研究风险及对策
在试验过程中，可能会遇到以下风险：
1.由于试验条件的限制，可能无法完全模拟实际情况，导致实验结果无法达到预期目标。
2.实验过程中由于不同的因素，可能会出现异常，导致实验失败。
为减少上述风险，我们会在试验前进行充分的准备并对实验环境加以考虑，以尽量接近实际情况。同时在实验中注意现场安全，并密切关注实验变化情况，及时处理异常问题，确保实验成功。
九、参考文献
1.张艳,黄莉祥.横向拉切芯破岩机理及其模拟试验[J].岩石力学与工程学报,2020,39(增刊2):3717-3727.
2.Gao,Hong,Chen,Jicai,Li,Yanhua,etal.Theoreticalandexperimentalinvestigationonthecuttingperformanceofahardrockdisccutter[J].TheoreticalandAppliedFractureMechanics,2019,105:240-254.
3.张优,张剑琳,张杨飞,etal.一种面向TBM滚刀头现场无损检测的全息衍射实验装置及其应用[J].仪器仪表学报,2019,40(4):753-759.