| 摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-7页 |
| 主要符号注释表 | 第19-21页 |
| 1 绪论 | 第21-35页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第21-23页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第23-31页 |
| 1.2.1 镐型截齿破岩力学参数的研究 | 第23-27页 |
| 1.2.2 镐型截齿破岩比能耗的研究 | 第27-28页 |
| 1.2.3 悬臂式掘进机工作机构设计、破岩性能指标及评估方法的研究 | 第28-31页 |
| 1.3 已有研究存在的问题 | 第31-32页 |
| 1.4 主要研究内容及方法 | 第32-35页 |
| 2 岩石的力学性质 | 第35-53页 |
| 2.1 岩石单轴抗压强度 | 第35-38页 |
| 2.1.1 试验设备 | 第35-36页 |
| 2.1.2 岩石试样及其破坏形式 | 第36页 |
| 2.1.3 单轴压缩试验岩石变形特征及应力应变曲线 | 第36-38页 |
| 2.2 岩石抗拉强度 | 第38-39页 |
| 2.2.1 测试方法 | 第38-39页 |
| 2.2.2 抗压强度与抗拉强度的关系 | 第39页 |
| 2.3 岩石剪切强度 | 第39-41页 |
| 2.3.1 测试方法 | 第39-40页 |
| 2.3.2 c和 ψ 值与其它岩石强度的关系 | 第40-41页 |
| 2.4 岩石回弹硬度 | 第41-43页 |
| 2.4.1 测试仪器及流程 | 第41-42页 |
| 2.4.2 岩石回弹硬度与抗压和抗拉强度的关系 | 第42-43页 |
| 2.5 岩石点载荷强度 | 第43-44页 |
| 2.5.1 测试仪器及流程 | 第43-44页 |
| 2.5.2 岩石点载荷强度与抗压和抗拉强度的关系 | 第44页 |
| 2.6 岩石断裂韧度 | 第44-47页 |
| 2.6.1 应力强度因子及断裂韧度 | 第44-46页 |
| 2.6.2 应力强度因子及断裂韧度与岩石抗压和抗拉强度的关系 | 第46-47页 |
| 2.7 岩石脆性指标 | 第47-50页 |
| 2.7.1 岩石脆性指标 | 第47-48页 |
| 2.7.2 岩石脆性指标实测值与岩石强度及计算值之间的关系 | 第48-50页 |
| 2.8 本章小结 | 第50-53页 |
| 3 镐型截齿破岩力学参数及影响因素研究 | 第53-103页 |
| 3.1 镐型截齿截割破岩过程 | 第53-55页 |
| 3.2 镐型截齿截割力理论分析 | 第55-58页 |
| 3.3 岩石直线截割试验装置及试验设计 | 第58-65页 |
| 3.3.1 岩石直线截割试验装置 | 第58-61页 |
| 3.3.2 试验岩样的物理力学性质 | 第61-63页 |
| 3.3.3 试验用镐型截齿 | 第63-64页 |
| 3.3.4 截割参数 | 第64-65页 |
| 3.4 镐型截齿破岩力学参数影响因素试验研究 | 第65-100页 |
| 3.4.1 载荷评价指标及数据处理 | 第65-66页 |
| 3.4.2 试验总体情况 | 第66-67页 |
| 3.4.3 相关角度对力学参数的影响 | 第67-77页 |
| 3.4.4 截割厚度对力学参数的影响 | 第77-92页 |
| 3.4.5 截线距对力学参数的影响 | 第92-94页 |
| 3.4.6 截线距与截割厚度比值对力学参数的影响 | 第94页 |
| 3.4.7 岩石强度对截割力和法向力的影响 | 第94-95页 |
| 3.4.8 基于多元线性回归分析的力学参数与截割厚度和截线距的关系 | 第95-97页 |
| 3.4.9 基于多元非线性回归分析的截割力和法向力的预测模型 | 第97-100页 |
| 3.5 本章小结 | 第100-103页 |
| 4 镐型截齿破岩过程中的比能耗及影响因素研究 | 第103-139页 |
| 4.1 岩石破碎过程中的比能耗理论分析 | 第103-109页 |
| 4.1.1 岩石单轴压缩过程中的比能耗 | 第103页 |
| 4.1.2 基于断裂力学的截齿破岩过程中的比能耗 | 第103-109页 |
| 4.2 镐型截齿连续截割破岩过程中比能耗的影响因素分析 | 第109-116页 |
| 4.2.1 相关角度对比能耗的影响 | 第109-112页 |
| 4.2.2 截割厚度对比能耗的影响 | 第112-115页 |
| 4.2.3 截线距与截割厚度比值对比能耗的影响 | 第115-116页 |
| 4.2.4 岩石强度对比能耗的影响 | 第116页 |
| 4.3 岩屑特征与比能耗的关系 | 第116-136页 |
| 4.3.1 理论依据 | 第116-118页 |
| 4.3.2 岩屑分布情况 | 第118-128页 |
| 4.3.3 岩屑特征参数与截割参数之间的关系 | 第128-133页 |
| 4.3.4 岩屑特征参数之间的关系 | 第133-134页 |
| 4.3.5 比能耗和岩屑特征参数之间的关系 | 第134-136页 |
| 4.4 基于多元非线性回归分析的比能耗预测模型 | 第136-137页 |
| 4.5 本章小结 | 第137-139页 |
| 5 镐型截齿破岩力学参数及比能耗预测模型的建立 | 第139-169页 |
| 5.1 现有的经验预测模型 | 第139-140页 |
| 5.2 预测模型的一般形式 | 第140-141页 |
| 5.2.1 截割力模型的一般形式 | 第140页 |
| 5.2.2 法向力模型的一般形式 | 第140-141页 |
| 5.2.3 比能耗模型的一般形式 | 第141页 |
| 5.3 模型中参数的探讨 | 第141-151页 |
| 5.3.1 截割力模型中的参数 | 第141-147页 |
| 5.3.2 法向力模型中的参数 | 第147-148页 |
| 5.3.3 比能耗模型中的参数 | 第148-151页 |
| 5.4 基于主成分回归分析的截割力预测模型 | 第151-154页 |
| 5.4.1 截割力预测模型的线性转化 | 第151-152页 |
| 5.4.2 主成分回归的基本思想及理论基础 | 第152-153页 |
| 5.4.3 基于主成分回归分析的截割力预测模型 | 第153-154页 |
| 5.5 基于非线性和主成分回归分析的比能耗预测模型 | 第154-156页 |
| 5.5.1 非线性回归模型 | 第154页 |
| 5.5.2 主成分回归模型 | 第154-156页 |
| 5.6 模型预测性能检验 | 第156-167页 |
| 5.6.1 截割力和法向力模型预测性能检验 | 第156-166页 |
| 5.6.2 比能耗模型的预测性能检验 | 第166-167页 |
| 5.7 本章小结 | 第167-169页 |
| 6 悬臂式掘进机截割性能研究 | 第169-197页 |
| 6.1 悬臂式掘进机结构原理 | 第169-171页 |
| 6.2 纵轴式掘进机截割头的设计 | 第171-183页 |
| 6.2.1 截割头几何形状的确定 | 第172-173页 |
| 6.2.2 截齿螺旋线排列的设计 | 第173-174页 |
| 6.2.3 截齿排列方式的设计及截线距的选取 | 第174-176页 |
| 6.2.4 截齿角度的设计及工艺实现 | 第176-180页 |
| 6.2.5 EBZ200型掘进机截割头设计案例 | 第180-183页 |
| 6.3 纵轴式掘进机截割头破岩载荷模拟 | 第183-190页 |
| 6.3.1 截割头载荷的计算 | 第183-184页 |
| 6.3.2 截割头摆动截割时截齿截割厚度的计算方法 | 第184页 |
| 6.3.3 截割头截割两不同硬度岩石分层面过程分析及数学描述 | 第184-186页 |
| 6.3.4 截割头载荷模拟 | 第186-190页 |
| 6.4 悬臂式掘进机破岩性能评估 | 第190-196页 |
| 6.4.1 岩石可截割性分级的探讨 | 第190-191页 |
| 6.4.2 掘进机破岩效率预测模型 | 第191-194页 |
| 6.4.3 掘进机破岩效率预测模型的预测性能 | 第194-196页 |
| 6.5 本章小结 | 第196-197页 |
| 7 结论及展望 | 第197-201页 |
| 7.1 主要结论 | 第197-199页 |
| 7.2 创新点 | 第199页 |
| 7.3 展望 | 第199-201页 |
| 致谢 | 第201-203页 |
| 参考文献 | 第203-215页 |
| 附录 | 第215-216页 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文 | 第215页 |
| B. 作者在攻读学位期间申请的专利 | 第215页 |
| C. 作者在攻读学位期间参与的项目 | 第215-216页 |
