硬岩地层盾构正面滚刀磨损规律与预测模型

U25%U455.43; 针对盾构机在全断面硬岩地层中掘进遇到的刀具磨损严重的难题,结合青岛地铁 6 号线朝阳路站—峨眉山路站盾构隧道工程实例,采用多元回归分析的方法分析滚刀安装半径、地层参数、掘进距离与正面滚刀磨损量之间的关系.考虑盾构总推力、刀盘转速、刀盘扭矩、掘进速度、安装半径、岩石单轴抗压强度和磨蚀性指数等多重变量,构建正面滚刀磨损预测模型,分析不同轨迹正面滚刀的磨损特征,得出以下结论:(1)在 800 m的掘进距离内,平均每个刀位换刀 3.18 次,随着滚刀安装半径增加,单把滚刀的累计换刀次数逐渐增加、平均掘进长度逐渐降低,其累计磨损量呈幂指数增加;(2)正面滚刀平均每延米磨损量随岩...

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Published in铁道标准设计 Vol. 67; no. 12; pp. 136 - 142
Main Authors 单义为, 江玉生, 邵小康, 叶守杰, 李琛, 方显轮, 王振勇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083%青岛市地铁六号线有限公司,青岛 266100 01.12.2023
Subjects
多元回归
shield
正面滚刀
cutter wear
盾构
hard rock
刀具磨损
tunneling parameters
multiple regression
硬岩地层
掘进参数
face cutter
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ISSN1004-2954
DOI10.13238/j.issn.1004-2954.202206040002

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Summary:U25%U455.43; 针对盾构机在全断面硬岩地层中掘进遇到的刀具磨损严重的难题,结合青岛地铁 6 号线朝阳路站—峨眉山路站盾构隧道工程实例,采用多元回归分析的方法分析滚刀安装半径、地层参数、掘进距离与正面滚刀磨损量之间的关系.考虑盾构总推力、刀盘转速、刀盘扭矩、掘进速度、安装半径、岩石单轴抗压强度和磨蚀性指数等多重变量,构建正面滚刀磨损预测模型,分析不同轨迹正面滚刀的磨损特征,得出以下结论:(1)在 800 m的掘进距离内,平均每个刀位换刀 3.18 次,随着滚刀安装半径增加,单把滚刀的累计换刀次数逐渐增加、平均掘进长度逐渐降低,其累计磨损量呈幂指数增加;(2)正面滚刀平均每延米磨损量随岩石强度增加呈幂指数增长、随磨蚀性指数增加呈指数增长,且拟合相关系数较高,表明以上参数对滚刀磨损有着关键作用;(3)构建的滚刀磨损量计算模型考虑了掘进参数、刀具安装半径、岩石强度和磨蚀性指数等因素,可对硬岩地层盾构正面滚刀磨损规律进行预测,此外,验证了滚刀磨损预测模型的准确性,预测值与实测值误差不超过 13%.
ISSN:1004-2954
DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.202206040002