柴保明，白岩龙，刘建琴，李路路

再制造全断面隧道掘进机刀盘多元损伤探究

柴保明1，白岩龙1，刘建琴2，李路路1

(1.河北工程大学 机械与装备工程学院，河北 邯郸056038；2.天津大学 机械工程学院，天津 300072）

为解决国内大量全断面隧道掘进机（TBM）未能全寿命使用，以及损伤修复相关问题。通过查阅国内外文献资料，分析TBM刀盘疲劳、磨损、蠕变、断裂等因素的影响程度，研究刀盘微观裂纹扩展机理，结合TBM刀盘特定服役环境（地质参数、结构参数、操作参数等）构建多元损伤模型，从再制造刀盘方面提出了多元损伤耦合框架。

TBM刀盘；微观损伤；多元损伤；再制造

随着城市的快速发展，为缓解出行压力，城市轨道交通建设步入快车道，成为社会热门。我国已成为世界上对TBM保有量最大、增长最快的国家。从全球市场价值大数据分析，中国已成为盾构机需求最大的市场，占全球市场的60%以上，目前现有盾构机保有量900多台，5年内将新增约500台[1-2]。到2020年，TBM需求200台以上，装备直接费用超过500亿元，拉动相关产业投入8 000亿元。2014年，Elso Kuljanić[3]提到TBM关键部件再利用，并提出了全生命周期的理念；2016年，郭伟等[4]基于CSM受力模型，推导出常截面滚刀的破岩量公式和基于变切深的边滚刀磨损量公式。在刀盘损伤研究以及刀盘再制造领域，我国尚处于起步阶段，国内TBM修复率约占20%。本文以已服役TBM刀盘为研究对象。概述了刀盘服役情况，并分析了刀盘单一损伤机理；推导出TBM刀盘微观裂纹计算模型；提出TBM再制造刀盘多元损伤耦合思路框架，进一步丰富TBM刀盘损伤研究的再制造基础理论。……