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Analysis of the Influencing Factors and Prediction of the Service Life of a Shield Machine Cutter: A Case Study of the Guangfo East Ring Tunnel in Guangdong, China

护盾 推力 磨料 使用寿命 隧道掘进机 抗压强度 主管(地质) 工程类 结构工程 岩土工程 地质学 机械工程 材料科学 复合材料 岩石学 地貌学
作者
Xue Li,Jiuqi Wu,Peng Huo,Zibang Gong,Peidong Su
出处
期刊:Transportation Research Record [SAGE Publishing]
卷期号:2677 (9): 639-651 被引量:1
标识
DOI:10.1177/03611981231160163
摘要

The cutter wear of a shield machine is severe in highly abrasive strata. The inspection and replacement of cutters takes up a high proportion of time during construction. It is necessary to investigate the rule of cutter wear and the influence of various related factors on cutter wear. Based on the cutter wear data of the Guangfo East Ring Tunnel in China, the characteristics of cutter wear are analyzed. Abnormal wear failure accounts for 23.28% of the total number of cutter changes. The influence of factors such as total thrust of the shield machine, cutter head torque, soil chamber pressure, cutter penetration, uniaxial compressive strength of strata, and earth pressure on cutter life are explored. There is a significant negative correlation between the cutter life and uniaxial compressive strength or thrust of rock strata. Parameters that have a negative correlation with the cutter life include total thrust of the shield machine, cutter head torque, and uniaxial compressive strength of the rock strata. Based on the theory of the response surface model, a cutter life prediction model under the siltstone condition is established. The uniform wear prediction model of the front disc cutter is established and proved.
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