隧道掘进机滚刀破岩动态荷载理论模型及试验研究

摘要：

滚刀荷载的动态信息(如峰值荷载、增长速度以及频率等)对保持全断面隧道掘进机系统稳定、控制刀盘振动等至关重要.目前的破岩力预测公式不足以满足刀盘受力及振动的求解需要.因此,基于离散化建模思路,将传统空腔膨胀理论的一维贯入运动扩展至高维度的回转破岩中,对岩体参数及操作参数对荷载特性的影响进行了研究.并通过多组全尺寸回转破岩试验进行验证.结果表明:安装半径、转速以及贯入度的增大使单位时间内滚刀挤压的岩体体积增多、密实核边界速度升高,导致侵岩荷载的增长速度及频率均升高,荷载变化及刀盘振动更加剧烈.岩体强度的增大会导致荷载峰值及增长速度升高、频率降低.所建立的回转破岩动态荷载理论模型与试验结果相差5％以内,验证了该模型的准确性.

关键词：全断面隧道掘进机(TBM)、空腔膨胀理论、密实核、全尺寸回转破岩试验

所属期刊栏目：44

分类号：U455(隧道工程)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金;河北省自然科学基金;河北省自然科学基金;中央引导地方科技发展专项

在线出版日期：2023-07-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：1657-1670