复合式盾构盘形滚刀破岩试验及受力特性研究

摘要

随着城市轨道交通事业的快速发展,中国已有33个城市如愿迈入轨道交通时代。基于城市轨道交通施工中存在中、硬岩的情况，复合式盾构应运而生。但是复合式盾构的应用刚刚起步，相关文献较少，而且考虑到在城市施工的复杂性，更应该对滚刀的破岩能力进行相关的基础试验，进行更深入的研究。本文基于上述问题对复合式盾构盘形滚刀破岩试验研究以及对破岩力进行分析反算。
　　深入研究了单刀侵压试验和三刀滚压试验。通过试验可以知道，单刀侵压试验岩石形成密实核时侵深很少，一般少于2mm，而所需的推力很大，100～230KN左右；三滚刀顺次滚压试验破岩所需推力较小，一般为70～100KN，而一次进刀深可达5～10mm。三滚刀顺次滚压破岩时，单把滚刀滚动力约为6～12KN，是滚刀破岩正推力的十分之一左右。刀盘推力与每转切深成正比，掘进机的掘进速度与岩石强度指标和岩石耐磨性指标均成反相关。
　　完善了复合式盾构总推力计算模型。通过分析盾构总推力的影响因素，完善了已有的盾构总推力计算模型，给出了复合式盾构总推力的实用计算公式，给出了不同岩石与盾构壳体的平均磨擦阻力值。根据工程实测结果反算出的单把滚刀的法向推力，并根据三刀试验结果，确定了更适合于滚刀的法向推力计算的公式。

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1 绪论

1.1 选题背景及来源

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容和技术路线

2 滚刀破岩机理研究

2.1 引言

2.2 滚刀破岩机理

2.3 盘形滚刀破岩力计算公式分析

2.4 本章小结

3 单压头静压侵入试验

3.1 试验装置

3.2 试验方案

3.3 各种形状压头对完整岩石的侵压试验

3.4 预留切槽红砂岩的楔形压头侵压试验研究

3.5 本章小结

4 多滚刀破岩试验研究

4.1 引言

4.2 试验目的及试验方案

4.3 滚刀岩机作用综合试验台

4.4 单滚刀静压破岩试验

4.5 三刀滚压试验

4.6 本章小结

5 盘形滚刀法向破岩力反算

5.1 建立盘形滚刀法向破岩力反算公式

5.2 盘形滚刀法向破岩力反算实例

5.3 验证盘形滚刀垂直推力计算公式的适用性

5.4 本章小结

6 结论和展望

6.1 论文的主要工作和结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

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