全断面隧道掘进机(TBM)的刀盘主要由焊接组装而成,在掘进过程中会遇到及其复杂的围岩地质情况,刀盘焊接区域会发生不同程度的疲劳损伤.为了解TBM刀盘易损区位置,分析刀盘的使用寿命,采用数值模拟方式,结合缺口应力法、疲劳累积损伤理论等对刀盘进行了有限元模拟.结果表明:在实际工作状态下,刀盘易损区集中在筋板位置,而筋板易损区集中在焊缝焊根处,平均寿命仅为4.64×107次;在贯入度为6mm/r的围岩情况下,刀盘的掘进寿命预测为43.8 km;在极端复杂地质情况下,刀盘的实际使用寿命可能在20 km左右.
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