采用理论研究、室内实验、模型实验及现场切削过程和刀具磨损的动态监测等手段，在研究砂卵石与盾构刀具切削相关的物理力学特性的基础上，研究砂卵石地层盾构刀具切削机理和刀具磨损。包括(1)砂卵石地层合理的切削模式和切削力学模型；(2)砂卵石地层土体性质与刀具磨损的相关关系；(3)刀具形式和配置与刀具磨损关系；(4)盾构掘进参数与刀具磨损的相关数学模型。研究从刀具与土体的相互作用入手，通过理论分析建立砂卵石地层切削力学模型，进行具有不同的砂卵石地层条件（粒径、级配、密实度）、刀具形式（刀具尺寸、形式、安置角度等）及掘进参数(掘进速度、推力和扭矩等)的切削模型实验，分析提出砂卵石地层性质与刀具形式、刀具配置的相关关系。建立刀具磨损与掘进参数的相关数学模型，并进行现场动态观测，合理修正相关理论模型。针对具体工程提出降低刀具磨损方案。为砂卵石地层盾构选型、刀盘刀具设计以及长距离连续安全掘进提供依据。

通过搭建盾构模型试验平台，进行刀具切削试验，研究砂卵石地层与刀具切削相关物理力学特性，提出了砂卵石地层盾构刀具切削机理和切削模式，并命名为犁松原理，为类似地层合理配置刀具提供了理论依据；并依托实际工程进行了现场盾构刀具磨损动态监测，研发了超声波动态监测盾构刀具磨损装置，基于监测数据建立了盾构掘进参数与刀具磨损的相关数学模型。基于颗粒流理论，建立了盾构刀具切削砂卵石地层细管力学模型，研究了不同刀间距、贯入度、地层条件切削效率问题，根据刀具间土体颗粒接触力的变化，总结归纳出了三种典型的土体耕松模式，三种耕松模式可根据切深和间距不同相互转化, 耕松土体面积也因耕松模式的变化而改变，并提出了耕松效率的概念, 结合相关参数的比较, 选择出了最优刀间距。结合北京地区砂卵石地层实际工程刀具磨损观测数据，总结了砂卵石地层刀具磨损规律，并从刀具配置和渣土改良两个方面提出了耐磨减磨措施，为盾构施工提供了指导。

内容介绍

《砂卵石地层条件下盾构掘进机理与实践》以成都地铁1号线为工程案例，系统研究砂卵石地层地质力学特性、盾构选型、掘进参数及其盾构掘进性能的影响因素。根据国内外研究现状，对当前隧道掘进机进行了科学分类。结合现场及室内试验分析了该类地层的力学不稳定特性，探讨了导致盾构掘进性能低下的主要原因。同时，介绍了专为该类地层开发的数据模型生成系统，进行了卵石空间形态对力学性能影响的深入探讨。并推导该类地层力学特性的理论计算模型，通过数值方法进行了验证。

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硬质合金切削刀具几何角度及切削要素以车刀为代表，介绍了硬质合金切削刀具切削部分基本定义及有关名词术语，同时说明了硬质合金切削刀具几何形状的分析及其图示方法。

硬质合金切削刀具几何角度及切削要素包括对硬质合金切削刀具的切削运动与切削用量、钨钢切削刀具切削基本知识、钨钢切削刀具的工作角度及其钨钢切削刀具的切削层与切削方式的详细介绍。

不同类型的钨钢切削刀具，其刀面、切削刃数量不同。但组成钨钢切削刀具的最基本单元是两个刀面汇交成的一个切削刃，简称两面一刃。任何复杂的钨钢切削刀具都可将其分为一个个基本单元进行分析。