移动激光预切槽辅助TBM滚刀破岩的仿真研究

为提高全断面硬岩隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,以下简称为TBM)滚刀掘进寿命,文章提出一种TBM滚刀在移动激光预切槽辅助下破岩的方法,并在ANSYS中建立方案的有限元模型,对模拟环境下的移动激光切槽进行数值仿真,探究其切槽效果,同时分析不同激光功率、移动速度对切槽过程岩石去除效果、激光槽轮廓形貌的影响.结果表明:移动激光在一定功率和速度下能有效实现切槽;给定激光功率下,激光移动速度增加,槽宽与槽深呈递减的趋势;给定激光移动速度,激光功率增加,槽宽与槽深呈现递增的趋势;激光参数除影响槽宽和槽深外,还影响激光槽轮廓的完整性;对后续进一步把移动式激光集成到TBM滚刀上进行联合破岩仿真及实验具有参考性.