TBM破岩刀盘振动表征参数研究现代隧道技术MODERNTUNNELLINGTECHNOLOGYVol.60,No.4(TotalNo.411),Aug.2023第60卷第4期(总第411期),2023年8月出版文章编号：1009-6582（2023）04-0153-10DOI:10.13807/j.cnki.mtt.2023.04.017收稿日期：2023-04-10修回日期：2023-06-04作者简介：刘东鑫（1998-），男，硕士研究生，主要从事TBM振动分析方面的研究工作，E-mail:657337863@qq.com.通讯作者：龚秋明（1969-），男，工学博士，教授，博士生导师，主要从事TBM智能化施工方面的研究与教学工作，E-mail：gongqiuming@bjut.edu.cn.TBM破岩刀盘振动表征参数研究刘东鑫1肖禹航2周小雄3龚秋明1刘俊豪1（1.北京工业大学城市防灾与减灾教育部重点实验室，北京100124；2.中国建设基础设施有限公司，北京100037；3.清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京100084）摘要：TBM破岩过程中，刀盘不可避免会产生强烈振动。刀盘振动响应是岩-机相互作用的结果，可以作为岩体识别、掘进参数优化的重要依据。针对刀盘振动这一多源参数影响信号，挖掘其内含信息尤其重要。根据TBM掘进试验数据，分析了时间对振动特征分布的影响，构建了多维振动特征与掘进参数的随机森林模型，通过其特征重要性评价功能筛选了能敏感反映掘进参数变化的振动特征。研究结果表明，现场振动监测应至少达到刀盘旋转一周的时长，在该时长下各振动特征分布趋于稳定；峰值因子、频率标准差是最能反映推力、转速变化的特征，可以作为研究振动信号与掘进参数变化关系的关键特征。关键词：TBM；刀盘振动响应；掘进试验数据；信号处理；振动特征选择中图分类号：U455.43文献标识码：A引文格式：刘东鑫，肖禹航，周小雄，等.TBM破岩刀盘振动表征参数研究[J].现代隧道技术,2023,60(4):153-162.LIUDongxin,XIAOYuhang,ZHOUXiaoxiong,etal.StudyonVibrationCharacterizationParametersofTBMRock-breakingCutterhead[J].ModernTunnellingTechnology,2023,60(4):153-162.1引言TBM施工具有安全、高效、人工劳动密度小等优点，在硬岩隧道中被广泛使用，但其地质适应性较差，需根据不同的地质条件选择合适的掘进参数以保证掘进效率[1]。刀盘振动是岩-机相互作用的结果，受掘进机结构、掌子面岩体条件与掘进参数的共同影响。多项研究表明[2~4]，刀盘振动与TBM破岩效率有较强的相关性。因此，研究刀盘振动与掘进参数之间的相关关系，是优化TBM掘进参数的有效途径。现场监测数据表明，在一定的地质条件下，T...
