TJ-TS3000隧道掘进机刀具性能与岩石切削特性综合试验系统

Cutter Performance and Rock Cutting Testing Device

        本实验系统为线性切割试验系统（Liner Cutting Machine, LCM），是通过刀具与试样的相对运动实现切割过程的模拟。试验过程中记录刀具的三向受力、振动响应、试样的围压、破碎区域、体积、裂纹发展规律等参数。一方面可以对刀具的适用性进行定量评价，同时可以分析不同岩石（土体或复合体）的耐磨性、可切削性等，为破岩机理的研究提供试验支撑，为刀具的设计和选型提供依据，并为TBM施工性能预测提供依据，为隧道施工刀具磨损的风险评估与管理提供量化指标等。

设备示意图：

性能参数：

已开展的研究：

1）TJ-TS3000隧道掘进机刀具性能与岩石切削特性综合试验系统的研制与实验平台搭建；

2）基于二维、三维颗粒流方法（PFC）的均一软、硬岩及含晶粒岩石的侵入过程模拟，系统 

     开展了滚刀切削完整岩石及土石混合体的过程模拟（国家自然科学基金项目）；

3）基于隧道超前钻探的隧道围岩综合预测，油气井钻进评估与预测技术；

4）与美国科罗拉多矿业大学EMI开展了TBM刀具试验合作研究。

应用领域：

1）真实模拟TBM掘进机掘进过程，系统分析刀具的破岩和磨损机理；

2）试验测试不同刀具的耐磨性，分析预测刀具在不同工况下的寿命；

3）研究岩土体在不同条件下（水、应力等）的切削破裂过程；

4）优化掘进机刀盘不同刀具的布置；

5）考虑地层变异性的刀具性能试验及定量风险分析；

6）其它掘进机刀具试验测试。

研发团队：