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现代隧道技术 2025, Vol. 62 Issue (1) :114-124    DOI:
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新型楔平组合式TBM滚刀切削极硬岩性能研究
(1.长安大学工程机械学院,西安 710064;2.中交中南工程局有限公司,长沙 410116; 3.长安大学公路学院,西安 710064)
Study on Cutting Performance of New Wedge-flat Combined TBM Cutters in Extreme Hard Rocks
(1. School of Construction Machinery, Chang'an University, Xi'an 710064; 2. China Communications Construction Central South Engineering Bureau Co., Ltd., Changsha 410116; 3. School of Highway, Chang'an University, Xi'an 710064)
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摘要 针对极硬岩地质下,全断面岩石隧道掘进机(TBM)平刃滚刀破岩效率低但耐磨损、楔刃滚刀破岩效率高但易磨损的特点,提出一种新型楔平组合式滚刀,并探究其刀圈结构对破岩和磨损的影响。首先,从某山岭隧道现场采集抗压强度超过230 MPa的极硬闪长岩,进行单轴压缩、巴西劈裂和小尺度滚刀直线切削的试验与仿真,验证所用数值方法的合理性;然后,考虑楔平组合式滚刀圈的刃宽比和分区数目影响,开展全尺度滚刀顺次直线破岩数值仿真,分析破岩法向力、切向力、比能和比磨损功的变化规律。结果表明:楔平组合式滚刀破岩载荷呈现明显多阶段波动形态,平刃切削段载荷明显大于楔刃切削段载荷;刃宽比对破岩载荷、效率和刀圈磨损具有明显影响,而分区数目的影响不明显;建议刃宽比取0.5以兼顾破岩效率和耐磨性能,分区数目取4或6。
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耿 麒1 黄登侠2 陈建勋3 刘伟伟3 罗彦斌3 马茂勋1 李晓斌1李 鹏2 乔浩利2
关键词全断面岩石隧道掘进机   楔平组合式滚刀   滚刀破岩   滚刀磨损   有限元     
Abstract: In response to the characteristic that flat type cutters of full-face rock tunnel boring machines (TBMs) have low rock-breaking efficiency but are wear-resistant in extreme hard rocks, and wedge type cutters have high rock-breaking efficiency but are prone to wear, a new wedge-flat combined cutter was proposed and the influence of cutting ring structure on rock breaking and wear were explored. Firstly, uniaxial compression, Brazilian splitting,and small-scale linear cutting tests and simulations were conducted on extremely hard diorite (exceeding 230 MPa)collected from a tunnel project to verify the accuracy of the numerical methods. Then, considering the influences of the width ratio of wedge ring segment to flat ring segment and the number of wedge or flat ring segments, full-scale numerical simulations for linear rock breaking were performed in sequence to study the change rules of rock-breaking normal force, rolling force, specific energy, and specific wear work. Research results indicate that the rock breaking load of the wedge-flat combined rings exhibited a clear multi-stage fluctuation pattern, and the load of the flat ring segment was significantly greater than that of the wedge ring segment; The ratio of wedge ring width to flat ring width had a significant impact on rock-breaking load, efficiency, and cutter ring wear, while the effect of the number of wedge or flat ring segments was not significant; It is recommended to set the width ratio of the wedge ring segment to flat ring segment to 0.5 to balance efficient rock breaking and wear resistance, and set the number of wedge or flat segments to 4 or 6.
KeywordsFull-face rock tunnel boring machine,   Wedge-flat combined cutter,   Rock breaking by cutters ,   Cutter wear,   Finite element method     
基金资助:国家自然科学基金资助项目(52278390);中交一公局集团项目(X-GL-QSGS(J)-XIJ-WY-05-JS-80).
作者简介: 耿 麒(1989-),男,博士,副教授,主要从事大型隧道掘进装备研制及施工方面的教学与研究工作,E-mail: gengqi@chd.edu.cn. 通讯作者:陈建勋(1969-),男,博士,教授,主要从事隧道及地下工程方面的教学与研究工作,E-mail:chenjx1969@chd.edu.cn.
引用本文:   
耿 麒1 黄登侠2 陈建勋3 刘伟伟3 罗彦斌3 马茂勋1 李晓斌1李 鹏2 乔浩利2 .新型楔平组合式TBM滚刀切削极硬岩性能研究[J]  现代隧道技术, 2025,V62(1): 114-124
GENG Qi1 HUANG Dengxia2 CHEN Jianxun3 LIU Weiwei3 LUO Yanbin3 MA Maoxun1 LI Xiaobin1 .Study on Cutting Performance of New Wedge-flat Combined TBM Cutters in Extreme Hard Rocks[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2025,V62(1): 114-124
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2025/V62/I1/114
 
没有本文参考文献
[1] 刘少强1 许建述2 杨 修2 唐启胜1 谢兴飞1 龚秋明1 周小雄3.TBM滚刀尖磨刃口现象及磨损演化特征[J]. 现代隧道技术, 2025,62(1): 20-27
[2] 李占甫1 张 雨2 汪 俊1 吕艳云2,3 芮 易2,3,4.基于深度学习的空间变异土体中隧道水平收敛安全系数计算[J]. 现代隧道技术, 2024,61(5): 88-98
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[4] 陈友建.基于数字化地质模型的盾构隧道可视化仿真预警体系研究与应用[J]. 现代隧道技术, 2024,61(3): 166-174
[5] 王 冠.严重挤压性围岩隧道平行导洞双层支护作用机理研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(4): 138-146
[6] 郑 爽 1,2 刘 超 3 朱德霖 3 刘 海 3 贾新卷 1.大直径盾构掘进非对称同步注浆地层扰动规律研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 168-177
[7] 耿 麒 1 张兴宇 1 贺 飞 2 齐志冲 2 汪学斌 1 叶 敏 1 张大庆 3.TBM两级螺旋式刀盘出渣机制数值模拟研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 84-93
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[9] 陈福江 1 段蓉蒨 1 张 鑫 2 刘金刚 3 孙苍乾 1 李茜茜 1.近距离桩基施工对既有盾构隧道的振动影响分析[J]. 现代隧道技术, 2023,60(1): 140-148
[10] 章庭瑞.大型盾构隧道火灾高温特性及力学行为研究[J]. 现代隧道技术, 2022,59(5): 202-211
[11] 刘 凯 1 吴再新 2 杨吉忠 3 关皓瑜 4,5.飞机降落冲击荷载作用下高铁隧道动力响应及疲劳损伤研究[J]. 现代隧道技术, 2022,59(2): 96-102
[12] 何 剑 1 彭玥锴 1 梁 孝 2,3 漆泰岳 2,3.盾构隧道整体道床剥离病害规律研究[J]. 现代隧道技术, 2022,59(1): 232-240
[13] 肖尊群 1,2,3 曹童童 1 许彩云 1 杨 凯 2 董琼英 1 姜亦男 1 耿星月 1 舒志鹏 1.基于叠加原理的大尺寸矩形截面竖向曲线顶管顶进力数值估算方法[J]. 现代隧道技术, 2021,58(6): 68-76
[14] 刘夏临 张 军 陈必光 刘尚各 舒 恒.盾构隧道下穿城市高架桥桩基预加固方案研究[J]. 现代隧道技术, 2021,58(6): 218-224
[15] 陈 静 1 闫澍旺 2 钟晓凯 3.隧道中封堵气囊在外压作用下工作机理的有限元研究[J]. 现代隧道技术, 2021,58(2): 135-144
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