DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2025.07.032
基金项目：国家自然科学基金面上项目“硬岩TBM‘压-冲’耦合破岩致裂机制及其效能特性研究”（52278390）
作 者：李晓斌 ，耿 麒 ，黄雨枫（长安大学工程机械学院，陕西 西安 710064）
摘 要：【目的】解决硬岩下TBM掘进速度慢、破岩效率低、开展破岩试验获得最优掘进参数困难等问题。【方法】从岩石细观角度出发，构建了等效晶质岩石材料的三维颗粒簇离散元模型，选取70 mm的滚刀间距，以2 mm为间隔，从1~11 mm分6个不同级次的贯入度对隧道花岗岩进行线性切割仿真研究，分析了贯入度对滚刀破岩效率的影响，总结了滚刀在切割时贯入度对滚刀力的影响规律，分析了现场TBM掘进参数并进行了仿真结果验证。【结果】1）仿真结果中，当贯入度超过3 mm时，滚刀平均滚动力随贯入度增加而增加的速率降低，贯入度等于3 mm时，滚刀破岩比能最低，滚刀破岩效率最高；2）分析现场掘进参数发现，在平均贯入度大于2.7 mm/r时，TBM进入稳定易掘进段；3）仿真模拟和现场工程试验得出的临界贯入度接近，验证了仿真模拟结果在工程领域应用的可靠性。【结论】本研究采用颗粒簇离散元方法模拟刀具贯入破岩过程是可靠的，可为TBM滚刀破岩机理研究提供有效手段，并为工程现场掘进提供理论依据。
关键词：全断面隧道掘进机；滚刀；贯入度；破岩效率
引文信息：[1]李晓斌，耿麒，黄雨枫.TBM滚刀破岩贯入度数值仿真与掘进实验[J].南方农机，2025，56(7)：118-121+128.
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