| 摘要 | 第4-6页 |
| abstract | 第6-8页 |
| 1 绪论 | 第13-31页 |
| 1.1 课题来源 | 第13页 |
| 1.2 课题研究背景及意义 | 第13-16页 |
| 1.2.1 研究背景 | 第13-14页 |
| 1.2.2 研究意义 | 第14-16页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第16-28页 |
| 1.3.1 斜井TBM施工应用现状 | 第16-17页 |
| 1.3.2 滚刀破岩力学模型研究 | 第17-18页 |
| 1.3.3 滚刀破岩影响因素研究 | 第18-22页 |
| 1.3.4 破岩体积计算方法 | 第22-23页 |
| 1.3.5 刀具磨损相关研究 | 第23-25页 |
| 1.3.6 磨蚀性试验方法研究 | 第25-28页 |
| 1.4 本文研究内容及研究方法 | 第28-31页 |
| 1.4.1 研究内容 | 第28-30页 |
| 1.4.2 研究方法 | 第30-31页 |
| 2 TBM楔形弧刃滚刀破岩法向切削力计算模型 | 第31-43页 |
| 2.1 楔形弧刃滚刀破岩分析 | 第31-33页 |
| 2.2 建立楔形弧刃圆弧临界剪切点 | 第33页 |
| 2.3 建立楔形弧刃滚刀法向切削力计算模型 | 第33-36页 |
| 2.4 影响参数分析 | 第36-38页 |
| 2.5 工程案例分析 | 第38-40页 |
| 2.6 本章小结 | 第40-43页 |
| 3 楔形弧刃滚刀破岩数值模拟研究 | 第43-57页 |
| 3.1 PFC程序简介及计算原理 | 第43-47页 |
| 3.1.1 PFC程序简介 | 第43-44页 |
| 3.1.2 PFC计算原理 | 第44-47页 |
| 3.2 神华新街台格庙矿区工程概况 | 第47-48页 |
| 3.3 建立滚刀破岩颗粒流模型 | 第48-50页 |
| 3.3.1 确定岩石材料宏、细观参数 | 第48-50页 |
| 3.3.2 建立双滚刀破岩模型 | 第50页 |
| 3.4 不同贯入深度滚刀破岩效果数值分析 | 第50-53页 |
| 3.4.1 不同贯入深度滚刀破岩裂纹扩展规律 | 第50-52页 |
| 3.4.2 不同贯入深度滚刀受力分析 | 第52-53页 |
| 3.5 不同刀间距下滚刀破岩效果数值分析 | 第53-55页 |
| 3.5.1 不同刀间距滚刀破岩效果对比分析 | 第53-54页 |
| 3.5.2 不同刀间距滚刀受力分析 | 第54页 |
| 3.5.3 滚刀破岩最优刀间距分析 | 第54-55页 |
| 3.6 本章小结 | 第55-57页 |
| 4 TBM滚刀破岩模型试验台设计及试验研究 | 第57-85页 |
| 4.1 TBM刀具破岩试验系统集成 | 第57-63页 |
| 4.1.1 主体结构 | 第58-59页 |
| 4.1.2 刀盘结构设计 | 第59-61页 |
| 4.1.3 力-扭矩传感器监测系统 | 第61页 |
| 4.1.4 超高速线激光 3D轮廓测量系统 | 第61-63页 |
| 4.2 试验目的和方案设计 | 第63-65页 |
| 4.2.1 试验目的 | 第63页 |
| 4.2.2 试验方案设计 | 第63-65页 |
| 4.3 试验过程简介 | 第65-67页 |
| 4.3.1 试验岩样制备 | 第65-66页 |
| 4.3.2 试验操作过程 | 第66-67页 |
| 4.4 不同刀间距破岩效果对比分析 | 第67-78页 |
| 4.4.1 滚刀破岩机理-岩石破碎四个阶段 | 第67-68页 |
| 4.4.2 不同刀间距群刀破岩效果对比分析 | 第68-69页 |
| 4.4.3 破碎区三维扫描分析 | 第69-73页 |
| 4.4.4 岩石破碎块对比分析 | 第73-75页 |
| 4.4.5 刀盘受力分析 | 第75-76页 |
| 4.4.6 破碎比能耗对比分析 | 第76-77页 |
| 4.4.7 一种判别滚刀破岩最优刀间距方法 | 第77-78页 |
| 4.5 不同刃型滚刀破岩效果对比分析 | 第78-84页 |
| 4.5.1 不同刀刃类型滚刀破岩效果对比分析 | 第78-80页 |
| 4.5.2 破碎区三维扫描分析 | 第80-82页 |
| 4.5.3 岩石破碎块对比分析 | 第82页 |
| 4.5.4 刀盘受力分析 | 第82-83页 |
| 4.5.5 破碎比能耗对比分析 | 第83-84页 |
| 4.6 本章小结 | 第84-85页 |
| 5 围岩磨蚀性与刀具磨损相关性研究 | 第85-103页 |
| 5.1 TBM斜井围岩基本力学性质和磨蚀性试验研究 | 第85-94页 |
| 5.1.1 试验岩样制备 | 第85-86页 |
| 5.1.2 岩石强度试验 | 第86-87页 |
| 5.1.3 岩石成分分析试验 | 第87-90页 |
| 5.1.4 岩石Cerchar磨蚀试验 | 第90-94页 |
| 5.2 试验结果分析 | 第94-99页 |
| 5.2.1 岩石成分与磨蚀性关系 | 第94-96页 |
| 5.2.2 钢针磨蚀图分析 | 第96页 |
| 5.2.3 划痕扫描图分析 | 第96-98页 |
| 5.2.4 钢针磨损原因分析 | 第98-99页 |
| 5.2.5 钢针磨蚀机理与滚刀破岩机理相关性 | 第99页 |
| 5.3 围岩磨蚀性与现场刀具磨损相关性 | 第99-101页 |
| 5.4 本章小结 | 第101-103页 |
| 6 新型滚刀现场原位试验及磨损分析 | 第103-119页 |
| 6.1 补连塔斜井TBM工程概况 | 第103-105页 |
| 6.2 现场刀具布置形式 | 第105-107页 |
| 6.2.1 三种滚刀布置形式 | 第105-106页 |
| 6.2.2 三种滚刀刀刃特点 | 第106-107页 |
| 6.3 新型滚刀的研发 | 第107-109页 |
| 6.3.1 不同刀刃类型试验滚刀磨损结果 | 第107-108页 |
| 6.3.2 新型滚刀的设计依据 | 第108页 |
| 6.3.3 新型滚刀的特点和优势 | 第108-109页 |
| 6.4 刀具整体磨损分析 | 第109-113页 |
| 6.4.1 不同位置滚刀磨损分析 | 第110-111页 |
| 6.4.2 不同地质条件滚刀磨损分析 | 第111-113页 |
| 6.5 新型滚刀与普通滚刀磨损对比分析 | 第113-115页 |
| 6.5.1 新型滚刀与普通滚刀磨损量对比 | 第113-114页 |
| 6.5.2 新型滚刀与普通滚刀磨损速率对比 | 第114-115页 |
| 6.6 斜井TBM滚刀磨损后更换预测方法 | 第115-117页 |
| 6.6.1 预测掘进速度 | 第116页 |
| 6.6.2 掘进速度的预测值和实际值对比 | 第116-117页 |
| 6.7 本章小结 | 第117-119页 |
| 7 结论与展望 | 第119-123页 |
| 7.1 研究结论 | 第119-121页 |
| 7.2 论文创新点 | 第121页 |
| 7.3 展望 | 第121-123页 |
| 参考文献 | 第123-133页 |
| 致谢 | 第133-135页 |
| 作者简介 | 第135页 |
| 在学期间发表的学术论文 | 第135页 |
| 在学期间参加科研项目 | 第135-136页 |