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龙图腾网获悉山东建筑大学申请的专利一种基于回转切割模式的TBM滚刀三向破岩力预测方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120633223B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510798105.4，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种基于回转切割模式的TBM滚刀三向破岩力预测方法及系统是由李晓静;史佳豪;刘平;孟令淏;张欣;董元轩;张永华设计研发完成，并于2025-06-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于回转切割模式的TBM滚刀三向破岩力预测方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于回转切割模式的TBM滚刀三向破岩力预测方法及系统，包括：建立滚刀刃口宽度与贯入深度的双曲函数模型，优化滚刀几何结构以适配不同岩层；通过滚刀公转与自转的耦合运动轨迹方程，计算有效接触半径及接触角；结合预试验数据拟合压力分布系数，构建Hertz‑Weibull应力耦合分析模型，精确表征切割方向与径向应力分布；基于接触压力积分及受力分解，分别推导垂直、滚动和侧向破岩力的显式计算公式，依据破岩力预测结果动态调整刀盘转速、推进压力及滚刀间距。本发明显著提升复杂岩层中破岩力预测精度，优化TBM施工效率与刀具寿命，降低超挖风险与能耗，适用于隧道工程智能化掘进控制。

本发明授权一种基于回转切割模式的TBM滚刀三向破岩力预测方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于回转切割模式的TBM滚刀三向破岩力预测方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取待破岩体的物理性质参数与滚刀参数并构建滚刀刀尖刃口宽度与贯入深度的双曲函数模型；通过双曲函数模型优化滚刀刃口几何结构； 基于优化后的滚刀刃口几何结构获得滚刀与岩石的接触角； 基于所述接触角与双曲函数模型，通过预实验数据拟合压力分布系数表达式，构建Hertz‑Weibull应力耦合分析模型； 基于Hertz‑Weibull应力耦合分析模型获得垂直破岩力计算公式与滚动破岩力计算公式； 基于回转切割内外侧切割路径差异，假定侧向力引起的岩石破坏形态与破坏形状，推导得到单滚刀侵入岩石过程中的侧向破岩力计算公式； 根据垂直破岩力计算公式、滚动破岩力计算公式与侧向破岩力计算公式获得三向破岩力预测结果，基于预测结果调整TBM掘进参数； 所述滚刀刀尖刃口宽度与贯入深度的双曲函数模型为： ； 其中，为刀尖刃口宽度，mm；为刀尖初始刃口宽度，mm；为刃口形变系数，；为岩石弹性模量，Mpa；为当前贯入深度，mm；为临界贯入深度，mm，；岩石单轴抗压强度，Mpa；为滚刀半径，即滚刀中心点到刃口最外侧边缘的几何半径，mm。

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