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隧道建设(中英文) ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (12): 2018-2025.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2023.12.004
黎成1, 赵一聪2, 邱梦3, 陈巧巧4,*
(1. 中交四公局第二工程有限公司, 北京 101149; 2. 重庆交通大学土木工程学院, 重庆 400074;3. 重庆华地资环科技有限公司, 重庆 400042; 4. 中机中联工程有限公司, 重庆 400039)
Influencing Factors of Efficiency and Energy Consumption in Abrasive Water Jet Repetitive Cutting of Granite
LI Cheng1, ZHAO Yicong2, QIU Meng3, CHEN Qiaoqiao4, *
(1. CCCC Fourth Highway Second Engineering Co., Ltd., Beijing 101149, China; 2. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China; 3. Chongqing Huadi Engineering Investigation Designing Institute Co., Ltd., Chongqing 400042, China; 4. China CMCU Engineering Co., Ltd., Chongqing 400039, China)
摘要:
磨料射流协同隧道掘进机(TBM)破碎硬岩能有效降低刀具磨损和提升掘进效率,但磨料射流切割硬岩效率、能量消耗等受多个因素影响,不同工况下射流移动速度与切割次数的匹配关系尚不明确。针对此问题,开展不同射流压力、移动速度/切割次数等工况下的磨料射流重复切割花岗岩试验,阐明关键参数对切缝宽度、深度和比能耗的影响规律,对比低速单次切割和快速重复切割2种方式的切割效率和能量利用率,并明确磨料射流移动速度与切割次数的匹配关系。结果表明: 1)高速多次重复切割能扩大切割宽度和降低切缝宽度波动,切割宽度随射流压力和移动速度/切割次数的增加呈缓慢增加变化; 2)当射流压力为中低压力且不超过一定范围时,切割深度和体积与射流压力呈线性正相关变化,且随移动速度/切割次数的增加呈先快速降低后缓慢增加趋势; 3)存在重复切割效率最优的移动速度/切割次数,本试验条件下射流压力为20~25 MPa和30~40 MPa时最优移动速度/切割次数分别为(15 mm/s)/3次和(20 mm/s)/4次。