Аннотация:
В
статье рассматривается актуальная проблема оценки абразивных свойств скальных и дисперсных
грунтов для прогнозирования износа режущего инструмента при щитовой проходке
тоннелей с использованием тоннелепроходческих механизированных
комплексов (ТПМК). Актуальность исследования обусловлена значительным ростом
объемов тоннелепроходческих работ, особенно в условиях
России, где с 2011 года, например, в Москве
построено и реконструировано 248,6 км
линий метро, а также планируются крупные проекты, такие как
строительство дублеров тоннелей на Байкало-Амурской
магистрали. Несмотря на значительные достижения в области
оценки абразивности грунтов, существующие методы, включая метод Л. И. Барона —
А. В. Кузнецова и метод LCPC,
преимущественно ориентированы на скальные грунты, тогда как значительная часть работ
ведется в дисперсных грунтах, что требует разработки новых
подходов. Цель исследования — разработка метода оценки абразивных свойств скальных
и дисперсных грунтов для прогнозирования износа режущего
инструмента ТПМК. Для достижения цели решались задачи: определение
преобладающих типов грунтов при тоннелепроходке, разработка лабораторных
установок для оценки абразивности, проведение экспериментальных исследований,
установление вероятностных распределений фракционного состава грунтов и разработка
классификации грунтов по абразивности и износу
инструмента. Использовались методы вращающегося полого стержня (метод Л. И. Барона —
А. В. Кузнецова), вращающейся крыльчатки (метод LCPC) и индекса
абразивности Cerchar (CAI). Основные результаты исследования включают:
установление влияния прочностных характеристик грунтов и размеров
частиц на их абразивность, определение вида распределения
размеров частиц при дроблении и установление связи с показателями
абразивности, а также разработку лабораторно-полевой классификации
грунтов, позволяющей прогнозировать износ режущего инструмента.