為評價TBM的破巖性能、反饋滾刀破巖載荷、預(yù)警TBM卡機風(fēng)險,提出采用破巖系數(shù)表征宏觀TBM多滾刀協(xié)同破巖特征,采用切割系數(shù)表征細觀單滾刀破巖特征。通過TBM破巖系數(shù)與滾刀切割系數(shù)關(guān)系推導(dǎo),得出宏觀上反映TBM推力和轉(zhuǎn)矩相關(guān)性的破巖系數(shù)與細觀上反映滾刀垂直力和滾動力相關(guān)性的切割系數(shù)在數(shù)值上相等,且僅與貫入度和滾刀直徑有關(guān);通過多個TBM工程現(xiàn)場數(shù)據(jù)驗證,得到TBM破巖系數(shù)與滾刀切割系數(shù)均隨滾刀貫入度的增大呈冪函數(shù)關(guān)系,TBM破巖系數(shù)在數(shù)值上明顯比滾刀切割系數(shù)小,但二者呈高度線性關(guān)系,表明破巖系數(shù)與切割系數(shù)關(guān)系的理論推導(dǎo)研究方法的正確性。該研究建立的破巖系數(shù)、切割系數(shù)、貫入度等參數(shù)間的相關(guān)性對于預(yù)測和評價TBM的破巖性能大有益處。 

【文章來源】：隧道建設(shè)(中英文). 2020,40(S1)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

滾刀三向力示意圖

式中:C0為量綱一的常數(shù);φ為滾刀與巖石接觸角;R0為滾刀半徑;T為刀刃寬度;ψ為刀刃壓力分布系數(shù);S為刀間距;σc為巖石單軸抗壓強度;σt為巖石抗剪強度。由式(3)和式(4)得切割系數(shù)

為了計算TBM破巖系數(shù)K,需要獲取滾刀平均安裝半徑RA、滾刀平均安裝半徑與TBM刀盤刀具布置有關(guān),上述4個工程采用TBM刀盤刀具布置如圖3所示,4個工程刀盤尺寸不同,刀具布置也有差異,但通過分析刀盤上每把滾刀的安裝半徑,得到4個工程TBM滾刀平均安裝半徑與TBM半徑的比值RA/R為0.56～0.58。另外,其他設(shè)備參數(shù)如表1所示。針對上述4個TBM工程,統(tǒng)計了不同巖性、不同圍巖等級、不同抗壓強度下TBM正常掘進時的掘進參數(shù),并通過計算平均值得到了不同地質(zhì)條件下滾刀切割系數(shù)C(利用式(7)計算)和TBM破巖系數(shù)K,如表2所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于人工智能的TBM選型及掘進適應(yīng)性評價方法與決策支持系統(tǒng)[D]. 詹金武.北京交通大學(xué) 2019
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本文編號：3032148