Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu xác định thông số kỹ thuật hợp lý cho bộ công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay tại Việt Nam

• Tác giả: Nguyễn Thùy Chi
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Đăng Điệm
• Trường học: Đại học Giao thông Vận tải
• Chuyên ngành: Máy xây dựng-Xếp dỡ
• Đề tài: Nghiên cứu xác định các thông số kỹ thuật hợp lý của bộ công tác máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay do Việt Nam chế tạo
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về công nghệ thi công cọc khoan nhồi và máy khoan cọc nhồi
• 1.2. Giới thiệu về địa chất ở vùng Đồng bằng Bắc Bộ
• 1.3. Giới thiệu về công nghệ thi công cọc khoan nhồi
• 1.4. Giới thiệu về thiết bị thi công cọc khoan nhồi
• 1.5. Tổng quan các công trình đã nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến luận án
• 1.6. Tổng quan các công trình nghiên cứu về động lực học của máy khoan cọc nhồi
• 1.7. Tổng quan các công trình nghiên cứu về phân tích, tối ưu hoá kết cấu của máy khoan cọc nhồi
• 1.8. Tổng quan các công trình nghiên cứu về thiết kế, chế tạo máy khoan cọc nhồi tại Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐỘNG LỰC HỌC HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG THỦY LỰC CỦA BỘ CÔNG TÁC MÁY KHOAN CỌC NHỒI KIỂU GẦU XOAY DO VIỆT NAM CHẾ TẠO
• 2.1. Nghiên cứu động lực học hệ thống truyền động thủy lực dẫn động bộ công tác của máy khoan cọc nhồi
• 2.2. Nghiên cứu động lực học hệ thống truyền động thuỷ lực dẫn động động cơ thuỷ lực quay mâm khoan
• 2.3. Nghiên cứu động lực học hệ thống truyền động thuỷ lực ép mâm khoan
• 2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến đặc trưng động lực học hệ thống truyền động thủy lực của máy khoan cọc nhồi
• 2.5. Khảo sát ảnh hưởng của các tầng địa chất đến các thông số động lực học của hệ thống truyền động thủy lực dẫn động mâm khoan
• 2.6. Khảo sát ảnh hưởng của các thông số kết cấu đến các thông số động lực học của hệ thống truyền động thủy lực dẫn động mâm khoan
• 2.7. Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến các thông số động lực học của xi lanh thủy lực ép mâm khoan
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU VÀ THÔNG SỐ LÀM VIỆC HỢP LÝ CỦA GẦU KHOAN
• 3.1. Tổng quan về bài toán tối ưu trong kỹ thuật
• 3.2. Khái niệm về bài toán thiết kế tối ưu kết cấu
• 3.3. Phương pháp giải bài toán phi tuyến hiện nay theo thuật toán tiến hóa vi phân (DE)
• 3.4. Thiết lập và giải bài toán xác định các thông số kết cấu và thông số làm việc hợp lý của gầu khoan theo hàm chi phí năng lượng riêng
• 3.5. Phân tích mối quan hệ giữa các thông số kết cấu và thông số làm việc đến chi phí năng lượng riêng và năng suất
• 3.6. Giải bài toán xác định thông số kết cấu và làm việc hợp lý của gầu khoan theo hàm chi phí năng lượng riêng E
• 3.7. Khảo sát các thông số kết cấu và thông số làm việc của gầu
• 4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA MÁY KHOAN CỌC NHỒI HITACHI CX500
• 4.1. Mục đích đo đạc thực nghiệm
• 4.2. Các thông số cần đo đạc, thực nghiệm
• 4.3. Trình tự đo đạc thực nghiệm
• 4.4. Lựa chọn đầu đo và thiết bị đo
• 4.5. Đầu đo hành trình đi xuống của gầu khoan
• 4.6. Thiết bị ghi và xử lý tín hiệu
• 4.7. Đối tượng thực nghiệm
• 4.8. Các bước tiến hành đo đạc
• 4.9. Kết quả đo đạc thực nghiệm và xử lý số liệu
• 4.10. Xử lý kết quả đo thực nghiệm
• 4.11. Các trường hợp thực nghiệm. So sánh kết quả thực nghiệm với kết quả lý thuyết
• 4.12. Các thông số động lực học hệ truyền động thủy lực dẫn động mâm khoan
• 4.13. Các thông số động lực học hệ truyền động thủy lực xi lanh ép mâm khoan
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về bộ công tác máy khoan cọc nhồi

Bộ công tác máy khoan cọc nhồi là một trong những thành phần quan trọng nhất của máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay. Nó bao gồm các bộ phận như gầu khoan, hệ thống truyền động thủy lực, và các thiết bị hỗ trợ khác. Thông số kỹ thuật máy khoan như lực ép, tốc độ quay, và công suất động cơ đóng vai trò quyết định trong hiệu suất làm việc của máy. Nghiên cứu này tập trung vào việc tối ưu hóa các thông số này để nâng cao hiệu suất máy khoan cọc nhồi tại Việt Nam.

1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Bộ công tác máy khoan cọc nhồi bao gồm gầu khoan, hệ thống truyền động thủy lực, và các thiết bị hỗ trợ. Gầu khoan được thiết kế để đào và vận chuyển đất, trong khi hệ thống thủy lực điều khiển chuyển động của gầu. Kỹ thuật khoan cọc nhồi đòi hỏi sự kết hợp chính xác giữa các thông số kỹ thuật để đảm bảo hiệu quả thi công. Nghiên cứu này phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ công tác, bao gồm đặc điểm địa chất và thiết kế gầu khoan.

1.2. Ứng dụng thực tế tại Việt Nam

Máy khoan cọc nhồi tại Việt Nam được sử dụng rộng rãi trong các dự án xây dựng lớn như cầu đường, nhà cao tầng. Công nghệ khoan cọc nhồi đã được cải tiến để phù hợp với điều kiện địa chất phức tạp tại Việt Nam. Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của các thông số kỹ thuật tối ưu trong việc nâng cao năng suất và giảm chi phí thi công. Các kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể trong hiệu suất làm việc của máy khoan.

II. Nghiên cứu động lực học hệ thống truyền động thủy lực

Hệ thống truyền động thủy lực là yếu tố then chốt trong máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích động lực học hệ thống truyền động thủy lực để tối ưu hóa hiệu suất làm việc. Các thông số như áp suất, lưu lượng dầu, và tốc độ quay được đánh giá để đảm bảo sự ổn định và hiệu quả của hệ thống.

2.1. Phân tích hệ thống truyền động

Hệ thống truyền động thủy lực bao gồm bơm, động cơ thủy lực, và các van điều khiển. Thông số kỹ thuật máy khoan như áp suất và lưu lượng dầu ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của hệ thống. Nghiên cứu này sử dụng mô hình toán học để mô phỏng và phân tích các thông số này. Kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc điều khiển chính xác chuyển động của gầu khoan.

2.2. Tối ưu hóa hiệu suất hệ thống

Tối ưu hóa máy khoan cọc nhồi đòi hỏi sự điều chỉnh các thông số kỹ thuật để đạt được hiệu suất cao nhất. Nghiên cứu này đề xuất các giải pháp tối ưu hóa hệ thống truyền động thủy lực, bao gồm việc điều chỉnh áp suất và lưu lượng dầu. Các kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể trong hiệu suất làm việc của máy khoan, đặc biệt trong điều kiện địa chất phức tạp tại Việt Nam.

III. Thiết kế và tối ưu hóa gầu khoan

Gầu khoan là bộ phận trực tiếp thực hiện quá trình đào đất trong máy khoan cọc nhồi kiểu gầu xoay. Nghiên cứu này tập trung vào việc thiết kế máy khoan cọc nhồi và tối ưu hóa các thông số kết cấu của gầu khoan để nâng cao hiệu suất làm việc. Các yếu tố như kích thước gầu, góc cắt, và vật liệu chế tạo được đánh giá để đảm bảo hiệu quả thi công.

3.1. Phân tích thông số kết cấu gầu khoan

Thiết kế máy khoan cọc nhồi đòi hỏi sự tối ưu hóa các thông số kết cấu của gầu khoan. Nghiên cứu này phân tích các yếu tố như kích thước gầu, góc cắt, và vật liệu chế tạo để đảm bảo hiệu quả thi công. Các kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc giảm lực cản và tăng năng suất đào đất.

3.2. Ứng dụng thực tế trong thi công

Ứng dụng máy khoan cọc nhồi trong các dự án xây dựng tại Việt Nam đòi hỏi sự tối ưu hóa các thông số kết cấu của gầu khoan. Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của các thông số tối ưu trong việc nâng cao năng suất và giảm chi phí thi công. Các kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể trong hiệu suất làm việc của máy khoan, đặc biệt trong điều kiện địa chất phức tạp.