全尺度TBM滚刀线性切削花岗岩试验研究

摘要

为了研究滚刀刃宽、刀间距和贯入度等关键参数对滚刀破岩过程的影响规律,基于全尺度线性切削试验平台,使用CCS型盘形滚刀开展了不同参数条件下的花岗岩切削试验.使用13mm和17mm2种刃宽的滚刀,在60、65、70、75、80mm刀间距和0.5、1.0、2.0、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0mm贯人度条件下,直线切削单轴抗压强度约140MPa的岩石,获取破岩法向力、滚动力等载荷数据,并计算各次切削试验的破岩比能.研究结果表明:1)平均法向力和滚动力随刃宽、贯入度和刀间距的增大而增大,但增长速率有所不同;2)刃宽和贯入度对平均破岩载荷的影响程度明显强于刀间距;3)刃宽对平均法向力的影响程度强于对平均滚动力的影响程度;4)对不同的刃宽和刀间距,破岩比能总体上随贯入度的增大先减小后增大,而刃宽的增大会引起破岩比能的增大.