TBM滚刀刃型对破岩效率影响试验研究  

作　　者：杨沐霖 耿麒 李志彪 

机构地区：[1]长安大学工程机械学院,陕西西安710064

出　　处：《南方农机》2025年第8期118-121,共4页

基　　金：国家自然科学基金面上项目“硬岩TBM‘压-冲’耦合破岩致裂机制及其效能特性研究”(52278390)。

摘　　要：【目的】揭示刃型对滚刀破岩的影响规律。【方法】采用室内试验与有限元仿真相结合的方式,利用自制的多功能缩尺滚刀直线破岩试验台,对平刃、楔刃与复合刃3种不同刃型滚刀进行破岩效率研究,同时使用有限元软件ABAQUS对3种不同刃型滚刀的破岩过程进行模拟,揭示破岩机理。【结果】1)楔刃滚刀的破岩载荷最小,平刃滚刀产生的岩碴质量最大,复合刃滚刀的破岩比能最小且破岩效率最高;2)试验过程中,楔刃滚刀出现了崩刃的现象,平刃与复合刃滚刀完整度较高;3)仿真分析进一步揭示了不同刃型滚刀在破岩过程中刀下裂缝的扩展规律,楔刃与复合刃滚刀由于接触面积小、压力集中,可以有效地降低破岩载荷。【结论】楔刃和复合刃滚刀因存在楔形结构,所以能有效降低破岩载荷,其中复合刃滚刀因产生的岩碴质量更大,表现出了更好的破岩效率。尽管楔刃滚刀在试验中出现了崩刃现象,但楔形结构对提高滚刀破岩效率具有重要作用,可以为未来的TBM滚刀设计与优化工作提供参考。

关 键 词：TBM滚刀破岩 破岩比能 滚刀刃型 有限元仿真 

分 类 号：U455.31[建筑科学—桥梁与隧道工程]