祝和意， 李宏波， 张合沛， 任颖莹

(1.陕西铁路工程职业技术学院，陕西 渭南　714000；2.盾构及掘进技术国家重点实验室，郑州　450001)



基于改进CRITIC法的TBM刀具声发射信号研究

祝和意1， 李宏波2， 张合沛2， 任颖莹2

(1.陕西铁路工程职业技术学院，陕西 渭南714000；2.盾构及掘进技术国家重点实验室，郑州450001)

摘要：针对地下施工中TBM(Tunnel Boring Machine)刀具磨损更换频繁且缺乏有效方法对其状态进行评估问题，将声发射技术用于TBM刀具检测，以TBM模态掘进试验台为对象，采集不同磨损程度的滚刀声发射信号研究声发射单特征参量及多特征参量对滚刀磨损状态趋势评估影响，提出基于改进CRITIC声发射多特征融合刀具状态评估新方法。滚刀磨损量测试表明，改进CRITIC声发射多特征融合后所得评估值对刀具磨损信息更敏感，能有效评估及预测刀具磨损状态，可为TBM刀具现场检修、保养提供指导。

关键词：声发射；CRITIC ；特征融合；TBM；状态评估

1851年，美国工程师Charles Wilson设计出世界第1台隧道连续掘进TBM (Tunnel Boring Machine)。TBM施工速度快、效率高，且能保护环境、节省劳动力，整体较经济，因而广泛用于能源、交通、水利、国防等隧道工程建设[1]。然而施工中TBM刀具磨损、报废较严重。刀具更换困难且成本高、进货周期长，不但影响工程质量也会拖延工期。因此对TBM刀具进行研究，合理评估其磨损状态及趋势对设备保养、施工均具有重要意义[2]。

TBM滚刀磨损微观上表现为刀具材料内部细微裂纹逐渐扩展过程[3-4]。声发射(Acoustic emission，AE)技术作为先进的检测手段对各种金属材料及其内部微细裂纹非常敏感，能发现材料的早期变化，故广泛用于各种机械设备检测[5-7]。……