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TBM盘形滚刀圆形滚压特坚岩的最优刀间距理论研究
| 论文题名： | TBM盘形滚刀圆形滚压特坚岩的最优刀间距理论研究 |
| 关键词： | 硬岩隧道掘进机;盘形滚刀;最优刀间距;圆形滚压 |
| 摘要： | 随着我国综合国力的不断增强和城市规模的不断扩大，基础设施建设的速度开始加快且规模开始扩大。硬岩隧道掘进机由于其具有连续作业强、环保经济、施工效率高等优点，被广泛应用于基础设施建设项目。 盘形滚刀负责与岩石直接接触并使其粉碎，是刀盘组成系统破碎岩石的关键部件。通常一个刀盘上会安装几十把，甚至上百把盘形滚刀。作为其布置参数，刀间距对破岩施工效率的高低有着关键影响。因此研究盘形滚刀在不同安装半径下的最优刀间距，对提高其施工效率有着十分重要的意义。 本文的主要工作如下: (1)总结国内外硬岩隧道掘进机发展及应用历程;对盘形滚刀与岩石相互作用机理和有关刀盘组成系统方面的研究现状以及几种具有代表性的滚刀受力预测模型进行介绍。 (2)对国内外有关最优刀间距研究现状进行归纳总结，理论概括为刀间距的一维确定方法、二维确定方法和三维确定方法，并对其发展的历程和特点、试验成果等进行详细介绍。 (3)通过ABAQUS建立盘形滚刀圆形滚压和线性滚压破岩模型仿真模型并验证其模型的正确性;对比圆形滚压破岩方式与线性滚压破岩方式下其滚刀两侧破岩体积的大小，研究其破岩方式对岩石的影响以及安装半径对破岩效果的影响。 (4)通过ABAQUS有限元仿真软件建立盘形滚刀圆形滚压模型来研究贯入度与比能之间的关系以及安装半径、贯入度和最优刀间距之间的关系。并对安装半径、贯入度与最优刀间距之间的关系是否在特坚岩里符合进行验证。根据其得出的结论对某TBM工程所用刀盘进行重新设计，并进行模拟仿真，对比重新设计前后刀盘推力、扭矩和破岩比能值的大小。 |
| 作者： | 赵宏 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张照煌;刘瑞华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(保定) |
| 学位年度： | 2021 |
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