掘进机刀盘滚刀间距对北山花岗岩破岩效率的影响实验研究

• 作者: 何冠文 张浩 李晓昭 苗崇通 赵晓豹 马洪素 龚秋明
• 来源期刊: 岩土工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 隧道掘进机 盘形滚刀 滚刀间距 滚刀破岩实验 滚刀力 比能
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 54-60
• 页数: 7页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文
• DOI: 10.11779/CJGE201501005

摘要

掘进机（TBM）开挖隧道过程中，其刀盘上滚刀间距设计的合适与否关系着破岩效率的高低。由于岩石非均匀、非连续、各项异性的特性，使用数值模拟方法研究滚刀破岩过程存在局限性。现场掘进实验主要是针对特定的掘进机做出机械运行参数优化，无法研究不同刀间距对破岩的影响。全尺寸滚刀破岩实验可以人为调整刀间距，且实验中采用大体积岩石可以避免尺寸效应的影响，因此受到了广泛的关注。采用北京工业大学自制的机械破岩试验平台，安装17英寸（432 mm）盘形滚刀，选取尺寸为1000 mm×1000 mm×600 mm的北山完整花岗岩试样，进行了5组刀间距的线性切割试验。实验中采集滚刀三向力，分层收集岩片且对其进行称重。对不同刀间距作用下的平均法向力、平均滚动力和比能进行了分析研究。当贯入度较小时，刀间距对平均法向力和平均滚动力的影响都不明显，随着贯入度的增加，刀间距对平均法向力和平均滚动力的影响增加。对于所有的刀间距而言，增加贯入度会产生更多的岩片，但并不一定会提高破岩效率，对于北山花岗岩而言，当刀间距与贯入度的比值为30左右时，比能值最低，此时破岩效率最高。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	赵晓豹	南京大学华东有色地勘局地下空间与地质环境研究所	21	303	10.0	17.0
2	李晓昭	南京大学华东有色地勘局地下空间与地质环境研究所	92	1291	20.0	31.0
3	张浩	北京工业大学城市防灾与减灾教育部重点实验室	21	93	5.0	9.0
4	龚秋明	北京工业大学城市防灾与减灾教育部重点实验室	29	374	11.0	19.0
5	马洪素	核工业北京地质研究院环境工程研究所	5	49	3.0	5.0
6	何冠文	北京工业大学城市防灾与减灾教育部重点实验室	4	77	4.0	4.0