B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO B QUC PHÒNG
HC VIN K THUT QUÂN S
--------------------
NGUYN VIT TÂN
XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG S TI ƯU CA GU XÚC
MÁY BC XÚC S DNG TRONG THI CÔNG
ĐƯỜNG HM KHU ĐỘ VA VÀ NH
Chuyên ngành : K thut Xe máy quân s, Công binh
Mã s : 62 52 36 01
TÓM TT LUN ÁN TIN S K THUT
HÀ NI - 2010
Công trình được hoàn thành ti:
Hc vin K thut Quân s
Cán b hướng dn khoa hc: 1. PGS. TS. Chu Văn Đạt
2. GS. TS. Phan Nguyên Di
Phn bin 1: PGS.TS. Phm Quang Dũng
Trường Đại hc Xây dng
Phn bin 2: PGS.TS. Nguyn Đăng Đim
Trường Đại hc Giao thông vn ti
Phn bin 3: PGS.TS. Nguyn Đình Vinh
Hc vin K thut Quân s
Lun án s được bo v ti Hi đồng chm lun án Tiến sĩ k thut
cp Hc vin hp ti Hc vin k thut quân s
vào hi 8 gi 30 ngày 12 tháng 01 năm 2011
Có th tìm hiu lun án ti: Thư vin Hc vin K thut Quân s
và Thư vin Quc gia, Hà Ni
DANH MC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG B
1. Nguyn Viết Tân, Chu Văn Đạt, ng dng lý thuyết cân bng gii hn
môi trường ht ri xác định lc cn ct trên lưỡi húc ca máy IMR-2M,
Tp chí Khoa hc và k thut Hc vin K thut Quân s, s 115/II- 2006.
2. Nguyn Viết Tân, Chu Văn Đạt, Lê Văn Cường, Xác định các thành
phn lc cn đào ca thiết b công tác máy bc xúc vi môi trường ht
ri không đồng nht, Tp chí Khoa hc và k thut Hc vin K thut
Quân s, s 120/III- 2007.
3. Nguyn Viết Tân, Chu Văn Đạt, Kho sát động lc hc thiết b công
tác máy bc xúc đường hm khâu độ va và nh, Tuyn tp công trình
hoa hc Hi ngh cơ hc toàn quc, 12/2007.
4. Nguyn Viết Tân, Chu Văn Đạt, Nghiên cu hiu chnh thông s hình
hc ca gu máy bc xúc phc v thi công đường hm khâu độ va và
nh, Tp chí Khoa hc và k thut Hc vin K thut Quân s, s
124/III- 2008.
5. Nguyn Viết Tân, Chu Văn Đạt, Lê Văn Cường, Kết qu nghiên cu,
tính toán thiết kế máy bc xúc phc v thi công đưng hm khâu độ va
và nh, Tp chí K thut và trang b, Tng cc k thut, s 12/ 2008.
6. Nguyn Viết Tân, Chu Văn Đạt, ng dng thut toán tiến hóa vi phân
ti ưu hóa các thông s hình hc ca gu máy bc xúc, Tp chí Khoa
hc và k thut Hc vin K thut Quân s, s 136, 8/ 2010.
1
M ĐẦU
Hin ti và trong tương lai, nhu cu s dng đường hm ngày càng
ln, đòi hi trang thiết b thi công đường hm phi phù hp, nhm nâng
cao cht lượng, hiu qu xây dng đường hm và đáp ng nhu cu v công
tác cơ gii hóa thi công đường hm. Do đặc đim ca các đường hm khu
độ va và nhn ch s dng các máy bc xúc chuyên dng loi nh.
Đề tài “Xác định các thông s ti ưu ca gu xúc máy bc xúc s
dng trong thi công đưng hm khu độ va và nh có ý nghĩa thc tin
và khoa hc, nhm kế tha và phát trin các kết qu nghiên cu v máy
làm đất, đồng thi để gii quyết nhim v tính toán, thiết kế, chế to máy
bc xúc vt liu trong đường hm khu độ va và nh ti Vit Nam.
Mc đích nghiên cu: Xác định các thông s hình hc ti ưu ca
gu máy bc xúc theo ch tiêu chi phí năng lượng riêng nh nht, xác định
các tham s động lc hc (ĐLH) ca thiết b công tác (TBCT) máy bc
xúc, làm cơ s khoa hc tính toán thiết kế, chế to máy bc xúc vt liu
phc v thi công đường hm khu độ va và nh ti Vit Nam.
Đối tượng nghiên cu: Nghiên cu TBCT ca máy bc xúc vt liu
s dng trong thi công đường hm khu độ va và nh.
Phương pháp nghiên cu: Kết hp gia nghiên cu lý thuyết và thc nghim.
Ý nghĩa v mt khoa hc:
- Đã xây dng được mô hình tính toán các thành phn lc cn và
kho sát ĐLH ca TBCT trong quá trình làm vic môi trường vt liu
sau khoan n, nhm xác định được các thông s cn thiết phc v vic tính
toán thiết kế máy bc xúc vt liu trong đưng hm.
- Đã xác định được hình dng, đặc đim kết cu và các thông s hình
hc ti ưu ca gu xúc máy bc xúc theo ch tiêu chi phí năng lượng riêng
nh nht. Đã chế to gu xúc theo các thông s hình hc ti ưu.
- Xây dng được qui trình đo để xác định các thông s ĐLH và lc
cn TBCT bng các thiết b đo ghi hin đại, ưu vit, đã cho kết qu chính
xác hơn so vi các công trình tương t đã được làm trước đó.
Ý nghĩa v mt thc tin:
- ng dng phương pháp tiến hóa vi phân (DE) để gii bài toán ti ưu
các thông s hình hc ca gu máy bc xúc đã góp phn vào quá trình tính
toán thiết kế, chế to thành công máy bc xúc vt liu phc v thi công
đường hm khu độ va và nh ti Binh chng Công Binh.
- Kết qu nghiên cu thc nghim, s dng các đầu đo hin đại đã
được áp dng xây dng các Bài thí nghim trên thiết b máy làm đất ti
Phòng thí nghim B môn Xe máy công binh ca Hc vin KTQS.
B cc ca Lun án: Ngoài phn m đầu và kết lun, Lun án gm
4 chương vi 130 trang thuyết minh và 6 ph lc (24 trang)
2
Chương 1
TNG QUAN V VN ĐỀ NGHIÊN CU
1.1. Tng quan v môi trường đất đá và quá trình đào đất
Đất t nhiên được phân chia thành nhiu loi và được đặc trưng bng
các đặc tính cơ lý ca đất. Để đào đất, TBCT ca các máy làm đất đã s
dng các lưỡi ct lp trên gu, lưỡi xi, lưỡi i,…thc hin các phương
pháp ct n, ct ln, ct kín, …
Ti Vit Nam, các đường hm được thi công ch yếu bng phương
pháp khoan n, đặc bit là đường hm quân s. Kích thước gương hm
khu độ va và nh không ln (chiu rng<4,5m; chiu cao<3,6m), nhưng
chiu dài li ln (t 100 ÷ 300m). Đây là yếu t nh hưởng trc đến kết
cu và nguyên lý hot động ca máy bc xúc.
Đất đá sau khoan n có dng ht vi kích c ht khác nhau, có hình
dng đa giác, sc cnh, được phân b ngu nhiên, to thành môi trưng ht
ri. Môi trường này có đặc tính cơ lý ca đất t nhiên và có đặc trưng riêng
là: Các ht có hình dng đa giác, sc cnh, có kích c và t l c ht khác
nhau; Lc liên kết gia các ht rt nh, không bn vng, d b trượt; Tính
đồng nht và tính đẳng hướng không ln; Kh năng hút nước và ngm nước
ca các ht rt nh; Độ rng ln, nht là khi kích c các ht tăng.
1.2. Tng quan v máy bc xúc s dng trong đường hm khu độ
va và nh
Để bc xúc vt liu trong không gian cht hp ca các đường hm khu
độ va và nh, các loi máy bc xúc (máy cào vơ 1PNB2U, máy bc xúc
kiu gt đứng hoc cn dng ng lng,...) có TBCT là dng t hp va để
xúc, va để đưa đất đá lên phương tin vn chuyn theo hướng dc trc hm.
Đối tượng nghiên cu ca lun án là máy bc xúc vt liu (hình 2.3)
trong đường hm khu độ va và nh đã được thiết kế, chế to ti Vit
Nam, máy này có TBCT dng cn-tay gu-gu ging như ca máy xúc
thy lc gu ngược, thc hin cào gt vt liu vào băng ti.
Hình 2.3: Máy bc xúc vt
liu phc v thi công đường
hm khu độ va và nh