TBM常截面盘形滚刀破岩过程受力研究

作     者：李忠艳 刘杨 张雯超 吴志强 李瑞红 LI Zhongyan;LIU Yang;ZHANG Wenchao;WU Zhiqiang;LI Ruihong

作者机构：南通职业大学建筑工程学院江苏南通226007 苏州高新区(虎丘区)铁路建设服务中心江苏苏州215011 苏州大学轨道交通学院江苏苏州215131 

基　　金：江苏省基础研究计划(自然科学基金)项目(BK20210721) 

出 版 物：《人民长江》 (Yangtze River)

年 卷 期：2025年第56卷第1期

页      码：173-179,204页

摘      要：针对目前工程上常用的常截面盘形滚刀受力分析问题,应用有限元方法建立了滚刀破岩的三维旋转切割模型,模拟滚刀破岩过程。通过计算得出常截面盘形滚刀破岩时的切削力,并与实验数据和文献数据进行比较,结果表明模拟的滚刀切削力与实际情况较为吻合,验证了仿真模拟的可靠性。同时,滚刀破岩掘进试验结果表明,所测滚刀垂直力随时间变化曲线与仿真结果一致,呈波动特征,且滚刀切削力试验值与仿真数据误差较小。进一步将模拟数据与科罗拉多矿业大学(CSM)模型对比,发现整体结果较CSM模型值偏大,但与实验值更接近。通过对仿真模型岩石强度、掘进加载速率、刀刃宽度3个因素进行参数敏感性分析,得出在相同贯入度下,垂直力随上述因素的增大而提高,但掘进加载速率对垂直力的影响较小。相关成果可为TBM隧道的掘进设计与施工提供参考。

主 题 词：滚刀破岩 切削力 有限元 掘进试验 CSM模型 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.16232/j.cnki.1001-4179.2025.01.023

馆 藏 号：203157084...