[发明专利]硬岩TBM装备掘进过程中总推力的计算方法

权利要求书

1.一种硬岩TBM装备掘进过程中总推力的计算方法，其特征在于，包括如下步骤

1)计算硬岩TBM装备刀盘上滚刀的破岩力F₁：

式中：F₁为刀盘上滚刀的破岩力，单位kN；N为刀盘上滚刀数量；T为滚刀刀尖宽度，单位mm；R为滚刀半径，单位mm；φ为滚刀与岩石接触弧度，单位rad，可通过贯入度δ，单位mm和滚刀半径R，单位mm，计算得到为岩石内摩擦角，单位rad；σ_y为原岩应力，单位MPa；σ_c为岩石单轴抗压强度，单位MPa；

2)计算护盾与岩石间的摩擦力F₂：

F₂＝μ₁πDlkP

式中：F₂为护盾与岩石间的摩擦力，单位kN；μ₁为护盾与岩石间的摩擦系数；D为刀盘直径，单位m；l为护盾长度，单位m；k为护盾接触岩石部分所占比例；P为护盾与岩石间的接触压力，单位kPa；

3)计算后续设备的牵引力F₃：

F₃＝μ₂Mg

式中：F₃为后续设备的牵引力，单位kN；μ₂为后续设备与轨道间的摩擦系数；M为后续设备重量，单位t；g为重力加速度，单位m/s²；

4)计算掘进总推力F：

F＝F₁+F₂+F₃

式中：F为掘进总推力，单位kN；

由此计算出整个工程中硬岩TBM装备在不同地质条件和操作状态下所需的总推力值，为硬岩隧道施工提供科学有效的数据依据。