[发明专利]一种TBM边缘滚刀破岩模拟装置及方法

权利要求书

1.一种TBM边缘滚刀破岩模拟装置，其特征在于，边缘滚刀结构为：可转动的刀圈（1）安装在定轴（2）上，定轴（2）经两颗六角圆柱头螺钉（3）固定在法兰板（5）顶面上的两个凸台上，倾斜刀座（6）由圆形底板、倾斜法兰盘和连接在两者之间的立柱构成，倾斜法兰盘与圆形底板之间的倾角为θ，0°＜θ＜90°，法兰板（5）经两颗螺栓（4）固定在倾斜底座的倾斜法兰盘上；

十字刀盘（7）结构为：用作安装在破岩试验装置上的圆柱顶部固定有一个圆盘，圆盘顶部固定有一个由形状相同的上板、下板、左板和右板组成的十字形条板，该条板中心位置处有呈正方形布置的供螺杆头部插入的4个孔，其中上面两个孔与上板上的两条平行的T形槽连通，与下面两个孔连通的下板上的两条T形槽与上板上的两条T形槽呈上下对称设置，左面的两个孔与左板上的两条平行的T形槽连通，与右面两个孔连通的右板上的两条T形槽与左板上的两条T形槽呈左右对称设置；

上述倾斜刀座（6）的圆形底板上设置有供螺栓由下向上穿出的4个螺栓孔，边缘滚刀经固定螺栓固定在十字刀盘上两条平行的T形槽上。

2.如权利要求1所述一种TBM边缘滚刀破岩模拟装置，其特征在于，还具有盛装在岩箱内随岩箱作上下往复运动的岩样（8）；通过更换倾斜刀座以实现改变安装倾角的单个边缘滚刀经固定螺栓固定在十字刀盘的两条平行的T形槽的不同安装半径上，以模拟边缘滚刀单刀直线破岩行为。

3.如权利要求1所述一种TBM边缘滚刀破岩模拟装置，其特征在于，还具有盛装在岩箱内随岩箱作上下往复运动的岩样（8）；通过更换倾斜刀座以实现改变安装倾角的两个边缘滚刀分别经固定螺栓固定在十字刀盘的左板和右板上的两条平行的T形槽的不同安装半径上，以模拟边缘滚刀多刀直线破岩行为。

4.如权利要求1所述一种TBM边缘滚刀破岩模拟装置，其特征在于，还具有盛装在岩箱内保持静止的岩样（8）；通过更换倾斜刀座以实现改变安装倾角的四个边缘滚刀分别经固定螺栓固定在十字刀盘的上板、下板、左板和右板上的两条平行的T形槽的不同安装半径上，以模拟边缘滚刀多刀回转破岩行为。

5.一种采用如权利要求1所述装置的模拟边缘滚刀单刀直线破岩行为的试验方法，其特征在于，步骤如下：

（1）采用固定螺栓将安装在具有一定倾角的倾斜刀座的单个边缘滚刀固定在十字刀盘左板或右板上的两条平行T形槽上；

（2）通过改变固定螺栓在T形槽上的固定位置，将边缘滚刀固定在十字刀盘的不同安装半径上；

（3）岩样（8）盛装在岩箱内，岩箱在驱动装置驱动下作上下直线往复运动，十字刀盘保持不动，以模拟边缘滚刀单刀直线破岩行为。

6.一种采用如权利要求1所述装置的模拟多刀直线破岩行为的试验方法，其特征在于，步骤如下

（1）采用固定螺栓将安装在具有不同倾角的倾斜刀座上的两个边缘滚刀固定在十字刀盘左板和右板上的两条平行T形槽上；

（2）通过改变固定螺栓在T形槽上的固定位置，将边缘滚刀固定在十字刀盘的不同安装半径上；

（3）岩样（8）盛装在岩箱内，岩箱在驱动装置驱动下作上下直线往复运动，十字刀盘保持不动，以模拟边缘滚刀多刀直线破岩行为。

7.一种采用如权利要求1所述装置的模拟边缘滚刀多刀回转破岩行为的试验方法，其特征在于，步骤如下：

（1）采用固定螺栓将安装在具有不同倾角的倾斜刀座的4个边缘滚刀分别固定在十字刀盘的上板、下板、左板和右板上的两条平行T形槽上；

（2）通过改变固定螺栓在T形槽上的固定位置，将边缘滚刀固定在十字刀盘的不同安装半径上；

（3）岩样（8）盛装在岩箱内，在测试中保持静止不动，驱动十字刀盘旋转，以模拟边缘滚刀多刀回转破岩行为。