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摘要：为准确预测全断面隧道掘进机破岩过程中滚刀使用寿命以提升掘进效率及确定换刀时间，本文通过分析盘形滚刀破岩机理，基于剪切和张拉破坏机理，建立TBM破岩滚刀法向力计算模型，并基于密实核效应改进Rabinowicz磨粒磨损模型，建立密实核效应和压剪破坏影响下TBM盘形滚刀磨损速率及寿命预测模型，通过与已有方法、数值模拟和现场监测等结果对比分析，验证了本文预测模型的工程适用性。结果表明：本文模型的预测值更接近工程现场的实测值，且相比现有典型模型，在滚刀磨损速率和滚刀寿命的平均预测精度上分别提升9.1％、11.7％，有效表明了TBM滚刀破岩计算时综合考虑密实核效应与压剪破坏模式的必要性，可将滚刀磨损速率和寿命指数作为评价TBM破岩过程中滚刀磨损特性的可靠指标，为TBM隧道及其类似工程现场换刀方案设计和时机选择提供理论指导。
文章目录
0 引 言
1 TBM盘形滚刀破岩分析
2 考虑密实核效应与压剪破坏模式的TBM盘形滚刀使用寿命预测模型建立
2.1 考虑压剪破坏模式的TBM盘形滚刀破岩法向力计算模型
2.1.1 岩石剪切破坏时的滚刀破岩法向力
2.1.2 岩石受压破坏时的滚刀破岩法向力
2.2 TBM盘形滚刀使用寿命预测模型
3 模型验证
3.1 工程概况
3.2 对比分析与验证
4 结 论
