韩伟锋，钱彤途

(1.盾构及掘进技术国家重点实验室，河南 郑州 450001； 2.中铁隧道局集团有限公司，广东 广州 511458；3.西安电子科技大学通信工程学院，陕西 西安 710071)

0 引言

TBM已广泛应用于铁路隧道、公路隧道、引水隧洞、城市地铁和矿山深部巷道等众多岩石工程中[1-3]。由于TBM是定制设备，需根据新建工程线路所经过的岩体物理力学特性进行TBM刀盘刀具选型设计。因此，滚刀破岩的力学响应和推力扭矩等主要指标对TBM掘进速率的预测和实际TBM施工过程中的参数动态调控具有重要意义。其中，室内全尺度滚刀破岩试验是研究滚刀破岩机理及测定滚刀受力与破岩效率相对准确可靠的一种方法。表1总结了国内外已有文献中报道的滚刀破岩试验系统的研制和主要技术指标[4-12]。由于研究目的和需求不同，试验系统在设计和实现的功能上有所侧重。目前这些已研制的测试系统加载过程中都是采用相对运动完成滚刀破岩，即滚刀固定不动，装有岩石的箱体做直线或旋转运动完成破岩过程。也就是说，在破岩过程中都是恒贯入度破岩。而实际TBM掘进过程中刀盘旋转的同时也在向前移动。因此，滚刀的运动轨迹为螺旋线。现有设备当安装多把刀具共同破岩时，不能同时采集每把刀具的三向力信息。而滚刀受力与相邻滚刀经过的顺序密切相关。虽然单把滚刀按不同切割路径依次切割可达到这一效果，但测试步骤略显繁冗。因此，本文出于以上考虑，在原有滚刀破岩试验平台研制的基础上，重新研制了全尺度多滚刀螺旋式破岩综合试验平台。……