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《岩土振动掘削技术研究现状及其发展趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、SpecialTopics专题岩土振动掘削技术研究现状及其发展趋势*综述中南大学朱建新郭鑫邹湘伏赵崇友"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!摘要:详细分析了国内外岩土振动掘削技术的发展概况及其研究应用现状,归纳和总结了岩土!!!振动掘削技术在掘削阻力、功率消耗及施工效率等方面的研究应用成果,并对岩土振动掘削技术的发!!"展趋!势!作!了!展!望。!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"关键词:岩土切削振动掘削振动参数自从日本学者隈部淳一郎提出振动切削理论以可以完全丧失,就成为剪切力迅速减小的
2、主要原因。[5]来,国内外专家学者积极开展研究。由于振动切削Savchenko指出沙土的内摩擦系数随着振动的频率技术具有显著的优越性,振动切削设备已在机械加和振幅的增大而减小;对于粘性土壤,当频率和振幅[6]工生产中得到广泛应用,而如何把这种技术应用于增大时,土壤剪切力减小得更多。后来,Kezdi于岩土的振动掘削,使得该技术能够更有效地应用于1974年提出土壤在振动载荷作用下发生触变变形地基基础开挖、土石方工程建设施工和农机耕耘作的现象。业等,这就引起了各国学者的深入思考和研究。因通过进一步分析可得出结论:各类土壤,尤其是此,本文着重分析振动掘削技术在工程机
3、械和农业饱和沙土在振动载荷的作用下,由于孔隙水压力的机械的研究应用现状,并对其发展趋势进行分析与增大使土体的有效应力减小,即抗剪强度减小,从而展望。发生液化现象,加速土壤达到破坏状态。各国学者还通过建立振动挖掘模型,研究振动1国外研究现状参数对挖掘阻力和功率消耗的影响。1967年Boyd[1][7]1935年俄国的科研人员首次报道了关于通过和Nalezny设计的数学模型由弹性力和库伦摩擦力振动减小铲刃掘削土壤所需力的应用情况。20世纪组成,模拟铲刃水平振动时的挖掘情况。试验结果表50年代以来,在岩土掘削、工程机械和农业机械方明,在给定的挖掘速度下铲刃以正弦振
4、动方式对压面,振动的应用在国外逐渐增多,许多国家都相继开实沙土进行挖掘时,随着频率、振幅的增大,平均挖展了相应的研究。主要在如下几个方面:掘阻力会减小。实际挖掘阻力减小为不振动情况下[8]1.1工程机械方面的研究的25%。Guptar和Rajput认为振动挖掘能形成比不(1)挖掘机械方面的研究应用振动挖掘更小的土块,当振幅保持不变时,增大频率振动载荷作用于土壤所产生的效应的基础性研并大于土壤的固有频率并不能更有效地破碎土壤,究是由美国工程师在上世纪50年代完成的。而增大振幅却可以更有效地破碎土壤。他们通过单[2]Mogami和Kubo通过在沙地的试验,把振动
5、致使挖位能量对土壤所造成的影响,来匹配最佳的振动频掘力减小与土壤“液化”联系起来。由于土壤表层的率和振幅,并由此得出重要结论:当振动的频率接近液化,振动会使土壤表层间的摩擦减小,振动剪切面于土壤的固有频率时,能量的利用率最大,即能耗最[3]就会出现,从而更有利于土壤挖掘。Winterkorn把这小。[9]种现象称作粗晶粒的液体状态,他的结论是振动载1976年Yow和Smith对一维的正弦振动挖掘荷的增加伴随着土壤剪切力的减小。Cooper和铲进行了理论和试验研究。他们得出结论:振动挖掘[4]McCreery在粘土的试验中得到同样的结论,他们的的总能量大于不振
6、动的总能量,增加部分的能量是解释是由于土壤中颗粒间的应力转移给孔隙水而出用于实现挖掘铲的振动,但最大挖掘阻力减小了[1]现的,孔隙水压力的增高使土壤抗剪强度降低,甚至40%。Buston和MacIntyre的试验参数是:正弦激励*国家863项目:挖掘机的机电一体化及制造信息化(编号2003AA430200)工程机械2006(1)—33—SpecialTopics专的频率为50Hz,振幅为8mm,挖掘速度为0.54～比为7:10时,振动的能量可以最多的传递给被挖土题[14]综1.98km/h。他们发现,当采用振动时,一般情况下都壤,使之发生失效破碎。Totte
7、n和Kaufman对振动述需要增大总功率消耗,但牵引力最多可减小50%。式深耕铲在硬粘质土壤中分别进行了垂直方向(二[10]日本T.Muro等人针对振动切削凝灰岩石进行维振动)和水平方向(一维振动)的振动研究,得出的了试验研究。经测定,振动时的水平切削阻力与无振结论是:两种振动方式均可大大降低机具的牵引力,动时的水平切削阻力之比随着振动频率的增加呈双且垂直振动比水平振动能更好地减小牵引力。Sakai[15][16]曲线急速下降,呈正弦波振动时的挖掘比呈三角波和Terao指出,切削角β是影响振动深耕铲碎土振动时的挖掘效率明显提高,并得出如下结论:效果的最重要参
8、数之一,振幅对减小牵引力的效果(a)当振动频率为8H
