TBM滚刀不同切削顺序下破岩特性及优化布置研究的中期报告.docx

TBM滚刀不同切削顺序下破岩特性及优化布置研究的中期报告
中期报告
一、研究目的
本文旨在研究TBM滚刀在不同的切削顺序下对破岩特性的影响及优化布置方案，通过实验与数值模拟的方法探究TBM滚刀的切削顺序对破岩效果的影响，并提出优化布置方案，为后续的TBM装备设计与使用提供参考。
二、研究方法
本文采用实验与数值模拟相结合的方法，首先进行实验研究，在实验室内搭建TBM滚刀试验装置，采用强度较为相似的花岗岩样本进行破岩实验，测试不同切削顺序下TBM滚刀的效果；然后进行数值模拟，结合实验结果分析，采用ANSYS软件建立TBM滚刀与破岩岩体之间的模拟模型，通过模拟分析不同切削顺序下TBM滚刀的破岩效果及影响因素。
三、研究内容
1.实验设计
实验采用3种不同切削顺序进行破岩，分别为轴向-径向交替切削、轴向先切削后径向切削、径向先切削后轴向切削，记录不同顺序下的切削位置、切削时间、破岩样本的摩擦力、形变及断面形貌等数据，分析不同切削顺序下TBM滚刀破岩效果的不同。
2.数值模拟分析
基于实验数据，采用ANSYS软件建立TBM滚刀-破岩岩体之间的模拟模型，考虑滚刀的形状、尺寸、材料特性，以及破岩岩体的物理和力学特性等因素，对不同切削顺序下的破岩过程进行模拟分析，探究不同因素对破岩效果的影响。
3.优化布置方案
结合实验与数值模拟的研究结果，提出优化布置方案，探讨如何通过TBM滚刀的切削顺序、布置密度、布置形式等因素来实现更高效的破岩效果。
四、研究成果
本文通过实验与数值模拟相结合的方法，探究了不同切削顺序下TBM滚刀破岩效果的差异及影响因素，并提出了优化布置方案，具有一定的理论价值和实用意义。在后续的研究工作中，将进一步完善和深化这一研究内容，以期更好地服务于TBM装备的设计与使用。