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：龚秋明 何冠文 赵晓豹 马洪素 李晓昭 张浩 苗崇通 GONG Qiu-ming;HE Guan-wen;ZHAO Xiao-bao;MA Hong-su;LI Xiao-zhao;ZHANG Hao;MIAO Chong-tong

作者机构：北京工业大学城市防灾与减灾教育部重点实验室北京100124 南京大学华东有色地勘局地下空间与地质环境研究所江苏南京210093 核工业北京地质研究院环境工程研究所北京100029 

基　　金：国防科技重点项目(科工二司492号) 国家重点基础研究发展计划项目(2014CB04690x) 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2015年第37卷第1期

页      码：54-60页

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。

主 题 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 

学科分类：081406[081406] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 0815[工学-矿业类] 0813[工学-化工与制药类] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.11779/CJGE201501005

馆 藏 号：203850433...