42、岩石磨蚀性与刀具状态监测研究

岩石磨蚀性与刀具状态监测研究

在隧道挖掘和机械加工等工程领域，岩石的磨蚀性以及刀具的状态监测是至关重要的研究课题。岩石的磨蚀性会影响隧道掘进机（TBM）刀具的磨损，而刀具的状态直接关系到加工质量和生产效率。下面将详细介绍相关的研究内容。

岩石磨蚀性对TBM刀具的影响

在隧道挖掘中，TBM的刀具磨损是一个关键问题，它直接影响到整个项目的成本和工期。研究表明，刀具盘的消耗及其速率主要受地层（地质）和机器参数的控制。其中，地质因素中的岩石磨蚀性是导致刀具逐渐磨损的重要原因。

为了分析岩石的磨蚀性，人们开发了多种测试方法，其中CERCHAR磨蚀性指数（CAI）因其简单性而被广泛使用。该测试由法国煤炭研究中心实验室于1973年开发，最初是用一个承载70N静载荷的销在静止的岩石样本表面在一秒内划出10mm的划痕。后来West对其进行了改进，采用一个承载70N静载荷的静止销，让岩石样本以1mm/s的速度移动，测试持续10s，然后检查钢针的磨损情况来计算CAI。

实验材料与方法

• 样本采集与制备 ：研究使用了花岗岩岩石样本，这些样本来自中央矿业与燃料研究中心（CIMFR）发送到维斯瓦拉亚国家技术学院（VNIT）采矿工程系的岩芯标本。使用岩芯切割器将岩芯样本切割成合适的长度，并确保样本的长度和属性符合美国材料与试验协会（ASTM）和国际岩石力学学会（ISRM）的标准和方法。
• 物理力学性质测试
  • 抗压和抗拉强度测试 ：使用圆柱形样本测试抗压（σC）和抗拉（σT）强度。抗压测试样本