基于密实核理论的TBM盘形滚刀磨损预测模型研究

摘要：

CCS(Constant Cross Section)盘形滚刀磨损是影响硬岩隧道掘进工作效率和成本预算的关键问题.根据CCS型滚刀的工作特点和岩石切割破碎原理,分析研究滚刀破碎岩石的复杂应力状态,建立了考虑密实核效应的滚刀破岩机理.通过推导密实核长度的理论解析式,获得了基于塑性去除磨粒磨损机制的滚刀磨损量与法向荷载之间的数学关系式,进而提出了滚刀磨损速率及切削寿命预测模型.基于此,分析计算了深圳地铁12号线某区间共757环的正面滚刀实测磨损数据,发现预测值与实测值的相对差异率值均小于10％,验证了预测模型的有效性.此外,通过与现有滚刀磨损预测模型对比分析,结果表明本文提出的预测模型计算结果更接近于现场实测值,说明了滚刀磨损速率和切削寿命指标可作为评价滚刀磨损特性的可靠指标,为TBM工程现场刀具更换方案设计提供更为合理可行的理论依据.

关键词：CCS型滚刀、密实核效应、均匀磨损、预测模型、实例验证

所属期刊栏目：44

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点研发计划

在线出版日期：2022-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：970-978