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Research on Rock-Breaking Characteristics of Cutters and Matching of Cutter Spacing and Penetration for Tunnel Boring Machine

Autor(en):


ORCID
Medium: Fachartikel
Sprache(n): Englisch
Veröffentlicht in: Buildings, , n. 6, v. 14
Seite(n): 1757
DOI: 10.3390/buildings14061757
Abstrakt:

Tunnel boring machine (TBM) tunnel construction in composite strata relies heavily on understanding the rock-breaking characteristics of TBM cutters and optimizing cutter spacing and penetration. Utilizing a full-scale rock rotary cutting machine (RCM), this study conducted rock-breaking tests with disc cutters under varying rolling radii. An analysis of rock debris shape and cutter behavior provided insights into rock-breaking mechanisms. Two main types of rock fragments were identified, with both shear and compression failure observed during cutter–rock interactions. The influence of the rolling radius and cutter spacing on cutter forces was analyzed, along with numerical modeling using the particle flow method. Optimal cutter selection in soft–hard composite strata should prioritize cutter force, with the greatest force required in hard rock. Cutter force increases with penetration, while the force difference between cutters decreases with reduced cutter spacing. These findings offer practical guidance for efficient rock-breaking in composite geological formations during tunnel construction.

Copyright: © 2024 by the authors; licensee MDPI, Basel, Switzerland.
Lizenz:

Dieses Werk wurde unter der Creative-Commons-Lizenz Namensnennung 4.0 International (CC-BY 4.0) veröffentlicht und darf unter den Lizenzbedinungen vervielfältigt, verbreitet, öffentlich zugänglich gemacht, sowie abgewandelt und bearbeitet werden. Dabei muss der Urheber bzw. Rechteinhaber genannt und die Lizenzbedingungen eingehalten werden.

  • Über diese
    Datenseite
  • Reference-ID
    10787549
  • Veröffentlicht am:
    20.06.2024
  • Geändert am:
    20.06.2024
 
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