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激光辅助TBM盘形滚刀压头侵岩缩尺试验研究
文献摘要：
为了验证高能激光技术能够辅助隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)盘形滚刀(以下简称滚刀)实现高效破岩,以滚刀破岩过程中基本的运动形式——侵岩为研究对象,参照17 inch (432 mm)工程用滚刀,按1∶8的比例制备了缩尺比例滚刀压头(以下引述为滚刀压头),开展了以孔孔距(2、3、4、5 mm)、刀孔距(3、4、5、6、7 mm)为变量的激光辅助滚刀压头侵岩L20(4×5)正交试验以及无激光作用的对照组试验.试验研究结果表明:随着刀孔距的增加,滚刀压头的破岩量与岩石破碎块度均增加,而垂直力和比能耗均降低,最优刀孔距为6 mm;随着孔孔距的增加,破岩量、垂直力和岩石侵入难度系数均降低,而岩石破碎块度和比能耗均增加,最优孔孔距为3mm.与传统滚刀回转滚压破岩方式相比,在激光辅助作用下,可促进岩石张拉裂纹的产生,提高了滚刀侵岩效率.所提出的激光辅助滚刀耦合破岩模式在未来TBM极硬岩层隧道掘进中具有一定的应用前景.
文献关键词：
隧道掘进机(TBM);盘形滚刀;激光辅助;激光钻孔;侵岩
中图分类号：
作者姓名：
张魁;杨长;陈春雷;彭赐彩;刘杰
作者机构：
湘潭大学机械工程学院,湖南湘潭411105;湘潭大学复杂轨道加工技术与装备教育部工程研究中心,湖南湘潭411105;湖南工程学院建筑工程学院,湖南湘潭411101
文献出处：
引用格式：
[1]张魁;杨长;陈春雷;彭赐彩;刘杰-.激光辅助TBM盘形滚刀压头侵岩缩尺试验研究)[J].岩土力学,2022(01):87-96
A类：
侵岩
B类：
激光辅助,TBM,盘形滚刀,压头,缩尺试验,高能激光,激光技术,隧道掘进机,tunnel,boring,machine,破岩,运动形式,inch,引述,孔距,L20,岩石破碎,破碎块度,比能耗,难度系数,3mm,回转,滚压,压破,辅助作用,张拉,拉裂,极硬岩,硬岩层,激光钻孔
AB值：
0.274116
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