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楼主: topzdx
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[科普资料] 火星(月球)基地相关

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hyperion 发表于 2018-3-1 20:42 | 显示全部楼层
楠宫晓风vn 发表于 2018-3-1 20:33
屋顶采用气密膜结构,充气与填充土方同时进行,最好做成穹顶结构。

相比之下碳塑罐还是最好的。一来这东西可以直接精装修好。如果在火星当地搭建的话,屋子里面的家具、设备什么的,在之前不是还要放在舱里的架子、箱子什么的上。这个可以全都放好直接装火箭上。既然自带舱可以做到5~7t就具有>1500m3的容积,那自然是自带最好啦
楠宫晓风vn 发表于 2018-3-1 20:45 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2018-3-1 20:41
墙上能否预留 窗的位置?不然采光堪忧啊

又没雨水,当然直接开天窗
hyperion 发表于 2018-3-1 20:46 | 显示全部楼层
楠宫晓风vn 发表于 2018-3-1 20:45
又没雨水,当然直接开天窗

0.3atm压差,注意强度!
楠宫晓风vn 发表于 2018-3-1 20:47 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2018-3-1 20:46
0.3atm压差,注意强度!

当然采用硬式结构,类似欧空局那个设计
hyperion 发表于 2018-3-1 20:48 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2018-3-1 20:41
墙上能否预留 窗的位置?不然采光堪忧啊

对于这种具有>0.3atm压差的建筑,外置光伏+内置LED比开窗更好吧?
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-1 20:49 | 显示全部楼层
楠宫晓风vn 发表于 2018-3-1 20:45
又没雨水,当然直接开天窗

地面的风景看不到,“火星人”缓解视觉疲劳 还要去看个潜望镜
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-1 20:53 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2018-3-1 20:29
有张musk 盾构的PP,哪位能估算出它的直径?

直径 至少 4米?

在新型盾构机研发成功之前,Musk正在考虑购买一种二手盾构机,机器直径26英尺,长约400英尺,重1200吨。华盛顿的水务公司已经采用了这种盾构机挖掘隧道,“新机价格至少1500万美元,但中国近十年疯狂的地铁建设已经造成了盾构机供应过剩,二手机器价格能下降90%。”Musk说。

如果是那台想买的二手盾构,直径约 7.92米,长约 122米,150万美元,刀具什么的要换一下,再加点钱.....
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-1 21:23 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2018-3-1 20:48
对于这种具有>0.3atm压差的建筑,外置光伏+内置LED比开窗更好吧?

对于现代建筑设计师,开放和半开放空间是很重要的。火、地之间回程航班一般不太会提供,(记得有人提过南极过冬科考人员的心理状态)。穿火星服、背负装备到户外工作,舒适度和时间都有限。更多的时间在室内,不能让人隔窗看到 日出、日落,“火星人”怎样发贴给地球,让人去旅游呢?

    为了解决或是缓解这方面的问题,不让“火星人”感觉是被发配到牢房里干活,只能看到天窗   借景是很重要的手段。休息时要能看到外面的地面。如有可能,一两个月把房屋转一个角度会更好。游客不在乎,常住居民经常有点新鲜感是好事
hyperion 发表于 2018-3-1 21:29 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2018-3-1 21:23
对于现代建筑设计师,开放和半开放空间是很重要的。火、地之间回程航班一般不太会提供,(记得有人提过南 ...

可以上VR窗嘛,用摄像头拍摄外景,然后放映到墙挂式显示器上。
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-1 21:39 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2018-3-1 21:29
可以上VR窗嘛,用摄像头拍摄外景,然后放映到墙挂式显示器上。

这个方法也是一个方案。当初有人想过把客机的驾驶窗改成摄像头。降低成本,易于制造。但在某些事故时,万一设备失灵......

同理,南极站要是没窗,对保温安装很有利......
hyperion 发表于 2018-3-1 21:43 | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2018-3-1 21:39
这个方法也是一个方案。当初有人想过把客机的驾驶窗改成摄像头。降低成本,易于制造。但在某些事故时,万 ...

客机VR驾驶坏了会出事故,但建筑的VR窗坏了影响不大嘛。而且还有很多显示窗和很多摄像头可用。
火星建筑要同时面对大温差和大压差,不装传统窗的意义更大了。
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-1 23:13 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2018-3-1 21:43
客机VR驾驶坏了会出事故,但建筑的VR窗坏了影响不大嘛。而且还有很多显示窗和很多摄像头可用。
火星建筑 ...
隧道方案里你的VR很占优势。也许偶的 潜望镜方案 也可一用?(约束条件:室内的目镜不小于50--55吋 !)

    个人觉得要是有类似谷歌月球大赛(虽然卡在航天进展上,最终效果不好)的 火星基地大赛,在地球上缩比造几个仿真科考用的科考站,宇航员在每个设计里呆上1个月或更长,看看哪些特性的设计值得保留,哪些可以改进。
    每年一赛,经过几年的迭代后(优化重量、功能、易用性、易维护性),搞个一年的居住赛(这次不要每个都住了)......

 楼主| topzdx 发表于 2018-3-2 09:32 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2018-3-1 20:46
0.3atm压差,注意强度!

0.3atm, 你用的什么气体? 纯氧?

耐一个压的建筑强度对材料的要求还算好,降低气压,人员高原化也可以建几个浓度不同的舱过渡。
降气压同时提高氧分压,火灾的危险性大大提高,个人认为只能适当提高一些(阿波罗火灾?)
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-2 10:03 | 显示全部楼层
楠宫晓风vn 发表于 2018-3-1 17:35
挖土无法保证侧面的平整度以及严格与充气薄膜吻合,最重要的是需要长臂挖掘机。而防爆墙只需要装载机,平 ...

有这样的圆形防爆墙吗? 还是要定制?

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hyperion 发表于 2018-3-2 11:56 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
topzdx 发表于 2018-3-2 09:32
0.3atm, 你用的什么气体? 纯氧?

耐一个压的建筑强度对材料的要求还算好,降低气压,人员高原化也可 ...

嗯,祖步林的建议是0.35atm,70%氧浓度,毕竟压差小结构受力小。而祖步林是支持膜建筑和火星砖建筑的,后者如果靠覆土平衡气压,那么1atm得覆盖快10m土层,这就太过分了。
如果用俺的碳塑罐方案的话,那1atm倒是无所谓。
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-2 23:28 | 显示全部楼层
盾构在火星上挖居住空间,目前还有不少问题,重量、大量耗材,管片来源,还有一个是最小曲率半径。
有的型号是 300米、有的是 250米。

初期基地规模不大的时候,打一个环形洞,进出口进入主洞可以双向布置设备,生活和科研空间。环洞太长不利于工作效率。

使用窄管片 和 超挖刀 可以一定程度上减小 最小曲率半径。
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-2 23:33 | 显示全部楼层
  看来要关注一下非地铁的盾构,这方面的资料较少。以下这款也许可以改造为火星用,最大问题是江南地下水位太高,火星上不打到富水(冻土?)地层都是干式的。

南京市洪武路污水管道工程施工现场,由江苏锐成机械有限公司生产的泥浓式推进盾构机顺利“入地”,首次成功应用于雨污分流处理工程建设。该设备直径2.1米,成为目前国内直径最小的泥浓式推进盾构机。
    锐成机械,从事盾构机、搅拌摩擦焊和摩擦焊装备设计、制造的高新技术企业。传统盾构机,多为土压式、泥水式等,地面基地和转弯半径大,常用于地铁隧道、电力隧道的施工。而一般的污水管道,直径在3米左右,难以运用该类设备,以往多由人工挖掘。锐成机械研发生产的泥浓式推进盾构机,创造性地采用小转弯半径工艺,通过高浓度泥水对挖掘面以及超挖部加压充满作业。最小转弯半径仅为传统盾构机的1/3,效率和推进距离却可达3倍,工作量小、安全性高,有效提高了施工精度,避免地表下沉等问题的出现。

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属于2013年江苏省重大成果转化项目,通过引进世界最先进技术、强化与国内外知名高校院所密切合作,实现了与世界顶尖技术嫁接和同步
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成立隧道工程事业部,多方“挖角”国内制造业资深设计员,做技术储备;为实现隧道工程制造、施工一体,还与日本推进机械制造株式会社等深入合作,聘请日本盾构掘进行业顶级专家长期驻公司指导。
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该公司还承担了国防基础科研项目《超大直径战略运载火箭贮箱先进焊接与原位制造技术》和主导省科技成果转化项目《多自由度高精密智能搅拌摩擦焊研发及产业化》,打破了国外对我国高档、大型、成套搅拌摩擦焊装备的市场垄断地位,填补了国内空白,技术性能全面达到国际先进水平。
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不知是否使用(更薄的)管片
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-3 00:13 | 显示全部楼层
看了泥浓盾构的论文,广州电力隧道,国内首次连续3个小曲线半径转弯(100m'100m,80m),比地铁盾构转弯灵活多了。
先顶管后推盾工艺为国内管网建设创新。
欧美海瑞克为主的盾构以地铁为主。欧美地下管网和地面建筑几乎同步。日本地质复杂,常见的 土压式、泥水式不适应。而且先有地面建筑,再搞地下管网,发明了更灵活的泥浓式。
   泥浓式盾构土质适用范围广,切削土塑性流动性好,减轻刀头磨损,空气动力排泥不受长度限制,直接突出400mm砾石,带动盾内空气流动,不需送风设备,成本降低30%。
  转弯半径小。施工中80m半径。
  工作井小(这个在火星上很重要)始发占地面积小,工程采用分体始发,井上设备占地小。
  先推后盾,根据线形设计,泥浓工法配合推盾机实现长距离推进,推进至极限后切换为盾构工法,减少中间竖井。与普通的土压盾构和顶管机相比,可实现更长距离和更快速度掘进。
  设备噪音小,排出泥渣土形同塌落度20的混凝土,不需另行处理。
  该工法较传统的盾构工法,为小半径城市管网建设节约约三分之二的成本。

不知在北方少水地区如何。
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泥浓工法:
在刀盘前端喷注泥浓水,与开挖土形成泥浓浆,润滑刀具减少磨损,降低扭矩,减少土体扰动。(泥浓浆填充盾体、土体及管片之间的环形间隙,有效防止浅覆土层沉降)

 楼主| topzdx 发表于 2018-3-3 00:35 | 显示全部楼层
盾构隧道不仅只有圆的,还有马蹄形,矩形,多圆形等非圆形断面;但目前国内以圆形断面用的最多,原因有二:1.圆形形状的结构受力合理,承载能力较强,荷载分布均匀。2.圆形盾构在施工过程中不易发生侧倾,稳定性好。
       由于地下空间资源有限,而矩形隧道的空间利用率比圆形隧道要高,因此目前也有许多非圆形盾构的出现,以盾构隧道发达的国家(如日本)居多,因为盾构形状的改变不仅需要克服结构强度和定位控制的难题,而且在管片分块、配筋、安装方法、盾构刀盘刀具设置等一系列问题都需要处理,这对施工和设计技术水平有着很高的要求!
来源:知乎

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双心圆和三心圆盾构机开挖出来的不是圆形截面。
 楼主| topzdx 发表于 2018-3-3 01:03 | 显示全部楼层
泥水平衡盾构机以泥水来抵抗开挖面的水压力和土压力,以保持开挖面的稳定,控制开挖面变形和地基沉降;在开挖面形成弱透水性泥膜,保持水压力有效作用于开挖面。其泥水分离的效果是通过与盾构机相关的泥水处理系统来实现的。泥水盾构机掘进时由泥浆管路泵送出来的泥浆,输送到泥水分离站(见图1)分离(具体各级分离精度因分离设备和工程地质条件各异)。(1)通过一级初筛(见图2),分离大部分的固体石块和泥块; (2)第一级分离后,大部分在3mm以上的石垠土块被分离出去,分离的泥浆流到集浆槽中,再由泥浆泵抽送到二级旋流器进行分离(见图3); (3)二级分离的精度在70~74μm,二级分离后,泥浆再次被抽到三级流器进行分离(见图4); (4)三级旋流器分离精度达20~25μm,三级分离后泥浆流回制浆池,制浆后通过泥浆泵输送到刀开挖而进行置换。 (5)废浆根据需要通过压滤机(见图5)进行压虑分离后,泥浆中大于5μm的泥浆颗粒基本全部被分离出来,再经过沉淀能满足排放要求。 通过这5步将泥浆中颗粒与水分离开。

来源:知乎
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