CN108375521A - 一种模拟盾构机刀具磨损的试验装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种模拟盾构机刀具磨损的试验装置和方法。该装置包括钢制反力架、土箱、切削刀具装置、液压系统、动力及传力系统和传感量测系统；土箱中装有经固结处理的工程原位土，并通过一组曲面箱壁与伺服液压系统来模拟土压环境；切削刀具装置包括切削刀具、刀座及支撑刀座的液压千斤顶，通过动力及传力系统往复切削土体；量测系统包括位移传感器、温度传感器、压力盒、数据采集仪和计算机。本发明模拟了盾构刀具切削土体真实环境，通过直接切削工程现场土体，探究盾构刀具磨损的影响因素，可以为不同土体环境中盾构机刀具磨损量预测提供科学依据。

Description

一种模拟盾构机刀具磨损的试验装置和方法
技术领域
本发明涉及盾构刀具试验技术领域，尤其涉及一种模拟盾构机刀具磨损的试验装置和方法。
背景技术
盾构刀具的磨耗与损坏，不仅会导致隧道掘进缓慢，直接影响盾构机的开挖效果与工作效率，还会造成临近刀具的负荷增大而加速磨损，甚至导致刀盘磨损，此时若是开仓换刀还可能由于压力失衡导致开挖面失稳并危及换刀人员的人身安全，从而对盾构隧道的工程质量、经济效益与施工安全造成重大负面影响。因此，迫切需要开展盾构刀具的室内磨损试验，实现盾构刀具配置的合理优化与磨损量的精准预测。
但是，目前现有技术中的对盾构施工中刀具的磨损预测方法有限，特别是室内磨损试验方法很不成熟。首先，盾构刀具只有长行程切削土体才会产生较为明显的磨损，这与实验室中有限的空间相矛盾；其次，切削后的土体性质与切削前差异很大，不适宜循环切削，因而需要保证刀具不断切削新土体；最后，目前所采用的刀具磨损室内试验装置多为模拟盾构机掘进的相似材料试验装置，而相似材料不仅难以获得完全合理的相似比，而且与实际土体在成分、级配、含水率等方面存在着很大差异。
因此，开发一种有效的模拟盾构机刀具磨损的试验装置是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的实施例提供了一种模拟盾构机刀具磨损的试验装置和方法，以实现有效地模拟实验盾构机刀具的磨损情况。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
根据本发明的一个方面，提供了一种模拟盾构机刀具磨损的试验装置，包括：钢制反力架(1)、土箱(2)、切削刀具装置(4)、液压系统(3)、动力及传力系统(5)、滑轨(6)和传感量测系统，所述切削刀具装置(4)中包括刀具(14)；
所述钢制反力架(1)包括横梁、立柱和底座，所述横梁用于固定所述切削刀具装置(4)、滑轨(6)和动力与传力系统(5)，所述底座用于固定所述土箱(2)和所述液压系统(3)，所述液压系统(3)中包括液压千斤顶(9)；
所述土箱(2)内装有经固结处理的工程土体，所述工程土体的上表面与土箱(2)的开口边缘平齐，所述刀具(14)安装在刀座(12)上，所述刀座(12)安装在液压千斤顶(9)的柱塞端部；
所述动力及传力系统(5)包括电动机、变速箱和齿条(10)构成的传力机构，所述动力及传力系统5通过滑轨(6)与所述切削刀具装置(4)电路连接，通过所述液压系统(3)将所述刀具(14)下降到所述工程土体的上表面，所述动力及传力系统(5)通过电信号编程实现对刀具(14)往复运动的控制，所述刀具(14)对所述工程土体进行往复式切削；
所述传感量测系统测量所述刀具(14)对所述工程土体的切削过程中产生的位移、温度和/或压力数据。
进一步地，在所述土箱(2)的两个相对的侧面分别设置一个曲面箱壁(7)，其中一个曲面箱壁(7)为活动壁，连接有一组液压装置(3)，另一个曲面箱壁(7)通过4根弹簧连接在土箱(2)的主体上。
进一步地，在所述土箱(2)的另外两个相对的侧面分别设置一个钢格栅箱壁(8)，所述钢格栅箱壁(8)的底部密封、上部敞开，所述钢格栅箱壁(8)与土箱(2)采用螺栓连接。
进一步地，所述液压系统(3)包括两台液压千斤顶(9)，油缸固定在钢制反力架(1)上，柱塞与曲面箱壁(7)的活动壁刚性连接。
进一步地，所述传感量测系统包括位移传感器(11)、温度传感器(13)、压力盒(16)、数据采集仪(17)和计算机(18)，所述位移传感器(11)安装在刀座(12)与液压千斤顶(9)油缸之间；所述温度传感器(13)安装在刀具(14)上部；所述压力盒(16)分5层布设在靠近固定曲面箱壁(7)的一侧，每层3枚；所述压力盒(16)、位移传感器(11)、温度传感器(13)分别通过数据线与数据采集仪连接；所述数据采集仪(17)通过数据线与计算机(18)连接。
进一步地，所述刀具(14)为模拟盾构软土切刀，所述刀具(14)可更换，所述刀具14与所述刀座(12)之间通过单向铰链(15)连接。
进一步地，所述液压系统(3)中的两台电液伺服千斤顶通过布置在土箱底部的压力盒(16)传感的压力数据进行反馈调节，获得所述土箱(2)内的工程土体的压力。
根据本发明的另一个方面，提供了一种模拟盾构机刀具磨损的试验方法，应用于所述的装置，所述方法包括以下步骤：
A、进行工程土体的等效固结；
盾构现场取土进行土体剪切试验、标准贯入度试验，再取土到实验室加入不同比例的快粘粉和水，进行土体固结；进行固结后土体的剪切试验、标准贯入度试验，得到与现场原状土粘聚力、内摩擦角、贯入度相同的土体、快粘粉与水的配合比例，根据所述配合比例制作工程土体；
B、传感量测系统的布置；
将位移传感器(11)安装在刀座(12)与液压千斤顶(9)油缸之间，将温度传感器(13)安装在刀具(14)上部，将压力盒(16)分5层布设在靠近固定曲面箱壁的一侧，每层3枚，将位移传感器(11)、温度传感器(13)分别通过数据线与数据采集仪(17)连接，将数据采集仪(17)通过数据线与计算机(18)连接，通过计算机(18)自动采集试验相关数据；
通过所述液压系统(3)将所述刀具(14)下降到所述工程土体的上表面，所述动力及传力系统(5)通过电信号编程实现对刀具(14)往复运动的控制，所述刀具(14)对所述工程土体进行往复式切削；所述传感量测系统的传感量测内容包括刀具(14)的竖向位移、刀具(14)切入土体的压力、刀具(14)温度、液压千斤顶(3)对土箱曲面箱壁(7)的压力、土箱内各层土体的压力。
进一步地，所述方法还包括：
C、土箱填筑及土箱压力设定；
取制备好的工程土体填筑土箱(2)，填筑方式为分层填筑，每5cm为一层；根据现场盾构机刀盘所处实际土压或者设置不同等级土压采用采用液压系统(3)对曲面箱壁(7)施加压力，并实时监测压力盒(16)数据，得到试验要求的稳定的土压环境；施加土压时，根据所用土体粒径、级配选用钢格栅土箱壁(8)。
进一步地，所述方法还包括：
D、盾构刀具切削土体模拟设计；
根据盾构刀盘转速ω、刀具安装半径R与盾构掘进速度v设计切削刀具装置(4)的往复速度与切入速度：
往复速度v1＝ωR
切入速度v2＝v。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，综上所述，与现有技术相比，本发明所用土样为经等效固结处理的工程现场土体，可以真实全面地反映土体成分、级配、含水率及力学性质等因素对盾构刀具磨损的影响。土箱中有一组相对曲面箱壁，可以有效解决在对土体施压过程中土体被挤出土箱的现象。土箱中有一组相对箱壁为钢格栅，在切削过程中可以将切掉的土屑排出土箱，避免土屑对最终刀具磨损量的影响。刀具的横向切削速度与纵向切入速度分别根据实际盾构机刀盘转速与盾构机掘进速度设定并可调节，故可以较真实全面地反映刀盘转速、掘进速度、顶进压力等盾构机施工参数对刀具磨损的影响。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种模拟盾构机刀具磨损的试验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种压力盒的布设示意图。
图3为本发明实施例提供的一种切削刀具装置的示意图。
图4为本发明实施例提供的一种传感量测系统的电路连接示意图。
图中：1、钢制反力架，2、土箱，3、液压系统，4、切削刀具装置，5、动力及传力系统，6、滑轨，7、曲面箱壁，8、钢格栅箱壁，9、液压千斤顶，10、齿条，11、位移传感器，12、刀座，13、温度传感器，14、刀具，15、单向铰链，16、压力盒，17、数据采集仪，18、计算机。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例通过一种试验装置及试验方法，模拟盾构刀具切削土体真实环境，探究盾构刀具磨损的影响因素，进而对不同土体环境中盾构机刀具磨损量预测提供科学的依据具有重要意义。
实施例一
图1为本发明实施例提供的一种模拟盾构机刀具磨损的试验装置的结构示意图，图2为压力盒的布设示意图，图3为切削刀具装置的示意图，图4为传感量测系统电路的连接示意图。如图1-4所示，包括：钢制反力架1，土箱2，液压系统3，切削刀具装置4，动力及传力系统5，滑轨6，曲面箱壁7，钢格栅箱壁8，液压千斤顶9，齿条10，位移传感器11，刀座12，温度传感器13，刀具14，单向铰链15，压力盒16，数据采集仪17，计算机18。
所述钢制反力架1分为横梁、立柱、底座三部分，其中，横梁用于固定切削刀具装置4、滑轨6和动力与传力系统5，底座用于固定土箱2和液压系统3，液压系统3用于实现土箱压力。
所述的土箱2为钢制近似立方体箱，在所述土箱(2)的两个相对的侧面分别设置一个曲面箱壁(7)，其中一个曲面箱壁(7)为活动壁，连接有一组液压装置(3)，另一个曲面箱壁(7)通过4根弹簧连接在土箱(2)的主体上。在所述土箱(2)的另外两个相对的侧面分别设置一个钢格栅箱壁(8)，所述钢格栅箱壁(8)的底部密封、上部敞开，所述钢格栅箱壁(8)与土箱(2)采用螺栓连接，需制作不同开口大小的钢格栅箱壁以备更换。
所述土箱2内装有经固结处理的工程现场土体，土体上表面与土箱2开口边缘平齐。
所述切削刀具装置4中包括刀具14，刀具14为模拟盾构软土切刀，其材质可为锡、铝、镁合金、铝合金等，刀具14安装在刀座12上且可更换；所述刀座12安装在一个液压千斤顶9的柱塞端部；所述刀具14与刀座12之间通过一个单向铰链15连接。
所述液压系统3包括两台电液伺服千斤顶，油缸固定在钢制反力架1上，柱塞与曲面箱壁(7)的活动壁刚性连接。
所述动力及传力系统5包括一台用于控制切削刀具装置做往复运动的电动机、变速箱和齿条10构成的传力机构，电动机为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)三相异步电机，所述动力及传力系统5通过齿条10与所述切削刀具装置4连接，动力及传力系统5通过对电信号编程实现对切削刀具装置4往复运动的控制。
如图4所示，传感量测系统包括位移传感器11、温度传感器13、压力盒16、数据采集仪17和计算机18；所述位移传感器11安装在刀座12与液压千斤顶9的油缸之间；温度传感器13安装在刀具14的上部；所述压力盒16分5层布设在靠近固定曲面箱壁7的一侧，每层3枚；所述压力盒16、位移传感器11、温度传感器13分别通过数据线与数据采集仪17连接；所述数据采集仪17通过数据线与计算机18连接。
所述的液压系统3中的两台电液伺服千斤顶通过布置在土箱底部的压力盒16传感的压力数据进行反馈调节，以获得土箱2内稳定的土压力。
所述的切削刀具装置4及与其连接的千斤顶9一同安装在钢制反力架1横梁上的滑轨6上，在千斤顶9油缸与刀座12之间设置斜撑，以抵抗切削时柱塞弯矩。
实施例二
本发明实施例还提供了一种模拟盾构机刀具磨损的试验方法，包括以下处理步骤：
步骤1、进行工程现场土体的等效固结；
首先取盾构现场原状土进行土体剪切试验、标准贯入度试验，然后取土现场到实验室加入不同比例的快粘粉和水，进行土体固结；然后进行固结后土体的剪切试验、标准贯入度试验，得到与现场原状土粘聚力、内摩擦角、贯入度相同的土体、快粘粉与水的配合比例，最后根据该配合比例制作适量土样备用；
步骤2、传感量测系统的布置；
传感量测的内容包括刀具14的竖向位移、刀具14切入土体的压力、刀具14温度、液压千斤顶3对土箱曲面箱壁7的压力、土箱内各层土体的压力；位移传感器11安装在刀座12与液压千斤顶9油缸之间，温度传感器13安装在刀具14上部，压力盒16分5层布设在靠近固定曲面箱壁7的一侧，每层3枚，压力盒16、位移传感器11、温度传感器13分别通过数据线与数据采集仪17连接，数据采集仪17通过数据线与计算机连接，通过计算机自动采集试验相关数据；
步骤3、土箱填筑及土箱压力设定；
取制备好的土样填筑土箱2，填筑方式为分层填筑，每5cm为一层；根据现场盾构机刀盘所处实际土压或者设置不同等级土压采用采用液压系统3对曲面箱壁7施加压力，并实时监测压力盒16数据，以求得到试验要求的稳定的土压环境；施加土压时，根据所用土体粒径、级配选用合适的钢格栅土箱壁8，防止土体被挤出土箱2；
步骤4、盾构刀具切削土体模拟设计；
根据盾构刀盘转速ω、刀具安装半径R与盾构掘进速度v设计切削刀具装置4的往复速度与切入速度：
往复速度v1＝ωR
切入速度v2＝v
进一步设置动力及传力系统5与电液伺服千斤顶3的参数；选择切削刀具14，称量其重量后安装到刀座12上；刮去土箱2上部敞口部位的松散土体，将刀具14下降到土箱2中固结土体的上表面，控制开关，实现刀具14对土体的往复式切削；往复行程中，由于刀具14与刀座12的单向铰链15连接，刀具14只在单一方向切削土体；切削土体时，注意切削土屑能否从土箱的钢格栅箱壁8中顺利排除，应杜绝土屑对刀具14的掩埋；
E、试验数据的采集；
在刀具14开始切削土体之前，完成各传感器的标定工作与数据采集软件的调试工作；待一定量的土体全部切削完毕后，存储采集到的压力、位移、温度等参数，并称量切削后刀具14的重量，得到刀具14的磨损量，必要时采用电镜观测刀具14的磨损情况。
综上所述，本发明模拟了盾构刀具切削土体真实环境，通过直接切削工程现场土体，探究盾构刀具磨损的影响因素，可以为不同土体环境中盾构机刀具磨损量预测提供科学依据。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明所用土样为经等效固结处理的工程现场土体，所以可以真实全面地反映土体成分、级配、含水率及力学性质等因素对盾构刀具磨损的影响。
2、由于本发明土箱中有一组相对曲面箱壁，所以可以有效解决在对土体施压过程中土体被挤出土箱的现象。
3、由于本发明土箱中有一组相对箱壁为钢格栅，所以在切削过程中可以将切掉的土屑排出土箱，避免土屑对最终刀具磨损量的影响。
4、由于本发明刀具的横向切削速度与纵向切入速度分别根据实际盾构机刀盘转速与盾构机掘进速度设定并可调节，故可以较真实全面地反映刀盘转速、掘进速度、顶进压力等盾构机施工参数对刀具磨损的影响。
5、由于本发明可以对土箱中的土分层切削，且可以切削多箱土体以实现刀具的长行程切削，结合较软的刀具材质，所以能够测得明显的刀具磨损数据。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种模拟盾构机刀具磨损的试验装置，其特征在于，包括：钢制反力架(1)、土箱(2)、切削刀具装置(4)、液压系统(3)、动力及传力系统(5)、滑轨(6)和传感量测系统，所述切削刀具装置(4)中包括刀具(14)；
所述钢制反力架(1)包括横梁、立柱和底座，所述横梁用于固定所述切削刀具装置(4)、滑轨(6)和动力与传力系统(5)，所述底座用于固定所述土箱(2)和所述液压系统(3)，所述液压系统(3)中包括液压千斤顶(9)；
所述土箱(2)内装有经固结处理的工程土体，所述工程土体的上表面与土箱(2)的开口边缘平齐，所述刀具(14)安装在刀座(12)上，所述刀座(12)安装在液压千斤顶(9)的柱塞端部；
所述动力及传力系统(5)包括电动机、变速箱和齿条(10)构成的传力机构，所述动力及传力系统5通过滑轨(6)与所述切削刀具装置(4)电路连接，通过所述液压系统(3)将所述刀具(14)下降到所述工程土体的上表面，所述动力及传力系统(5)通过电信号编程实现对刀具(14)往复运动的控制，所述刀具(14)对所述工程土体进行往复式切削；
所述传感量测系统测量所述刀具(14)对所述工程土体的切削过程中产生的位移、温度和/或压力数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述土箱(2)的两个相对的侧面分别设置一个曲面箱壁(7)，其中一个曲面箱壁(7)为活动壁，连接有一组液压装置(3)，另一个曲面箱壁(7)通过4根弹簧连接在土箱(2)的主体上。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述土箱(2)的另外两个相对的侧面分别设置一个钢格栅箱壁(8)，所述钢格栅箱壁(8)的底部密封、上部敞开，所述钢格栅箱壁(8)与土箱(2)采用螺栓连接。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述液压系统(3)包括两台液压千斤顶(9)，油缸固定在钢制反力架(1)上，柱塞与曲面箱壁(7)的活动壁刚性连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感量测系统包括位移传感器(11)、温度传感器(13)、压力盒(16)、数据采集仪(17)和计算机(18)，所述位移传感器(11)安装在刀座(12)与液压千斤顶(9)油缸之间；所述温度传感器(13)安装在刀具(14)上部；所述压力盒(16)分5层布设在靠近固定曲面箱壁(7)的一侧，每层3枚；所述压力盒(16)、位移传感器(11)、温度传感器(13)分别通过数据线与数据采集仪连接；所述数据采集仪(17)通过数据线与计算机(18)连接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述刀具(14)为模拟盾构软土切刀，所述刀具(14)可更换，所述刀具14与所述刀座(12)之间通过单向铰链(15)连接。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述液压系统(3)中的两台电液伺服千斤顶通过布置在土箱底部的压力盒(16)传感的压力数据进行反馈调节，获得所述土箱(2)内的工程土体的压力。
8.一种模拟盾构机刀具磨损的试验方法，其特征在于，应用于权利要求1至7任一项所述的装置，所述方法包括以下步骤：
A、进行工程土体的等效固结；
盾构现场取土进行土体剪切试验、标准贯入度试验，再取土到实验室加入不同比例的快粘粉和水，进行土体固结；进行固结后土体的剪切试验、标准贯入度试验，得到与现场原状土粘聚力、内摩擦角、贯入度相同的土体、快粘粉与水的配合比例，根据所述配合比例制作工程土体；
B、传感量测系统的布置；
将位移传感器(11)安装在刀座(12)与液压千斤顶(9)油缸之间，将温度传感器(13)安装在刀具(14)上部，将压力盒(16)分5层布设在靠近固定曲面箱壁的一侧，每层3枚，将位移传感器(11)、温度传感器(13)分别通过数据线与数据采集仪(17)连接，将数据采集仪(17)通过数据线与计算机(18)连接，通过计算机(18)自动采集试验相关数据；
通过所述液压系统(3)将所述刀具(14)下降到所述工程土体的上表面，所述动力及传力系统(5)通过电信号编程实现对刀具(14)往复运动的控制，所述刀具(14)对所述工程土体进行往复式切削；所述传感量测系统的传感量测内容包括刀具(14)的竖向位移、刀具(14)切入土体的压力、刀具(14)温度、液压千斤顶(3)对土箱曲面箱壁(7)的压力、土箱内各层土体的压力。
9.根据权利要求8所述的模拟盾构机刀具磨损的试验方法，其特征在于，所述方法还包括：
C、土箱填筑及土箱压力设定；
取制备好的工程土体填筑土箱(2)，填筑方式为分层填筑，每5cm为一层；根据现场盾构机刀盘所处实际土压或者设置不同等级土压采用采用液压系统(3)对曲面箱壁(7)施加压力，并实时监测压力盒(16)数据，得到试验要求的稳定的土压环境；施加土压时，根据所用土体粒径、级配选用钢格栅土箱壁(8)。
10.根据权利要求8所述的模拟盾构机刀具磨损的试验方法，其特征在于，所述方法还包括：
D、盾构刀具切削土体模拟设计；
根据盾构刀盘转速ω、刀具安装半径R与盾构掘进速度v设计切削刀具装置(4)的往复速度与切入速度：
往复速度v1＝ωR
切入速度v2＝v。
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