KCI등재
디스크 커터를 장착한 TBM 커터헤드의 최적 설계모델 도출을 위한 영향인자 분석 = A Parametric Study of Rock Properties and Mechanical Cutting Conditions for Deriving an Optimum Design Model of a TBM Cutterhead Equipped With Disc Cutters
저자
장수호(Chang Soo-Ho) ; 최순욱(Choi Soon-Wook) ; 배규진(Bae Gyu-Jin) ; 전석원(Jeon Seokwon) 연구자관계분석
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2007
작성언어
Korean
주제어
KDC
531
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
87-98(12쪽)
KCI 피인용횟수
11
제공처
소장기관
본 연구에서는 국내의 8개 지반조건에 대해 디스크 커터에 의한 LCM시험을 수행하여, 커터 간격과 커터 압입깊이와 같은 기계적인 절삭조건과 각종 지반특성과 같은 영향인자들이 TBM 커터의 절삭성능에 미치는 영향과 상대적인 중요도를 평가하고자 하였다. 또한 보다 정확한 TBM 커터헤드 설계를 위해 NTNU모델에서 활용되는 굴착용이도 관련 변수들을 함께 측정하여 설계모델 인자로서의 적용 가능성을 평가하였다. 본 연구에서 측정한 여러 지반 특성들 가운데 NTNU모델에서 활용되는 DRI에 의해 평균 커터 직용력의 범위를 개략적으로 추정할 수 있었다. 하지만 기계적인 절삭조건을 고려하지 않는 한 커터에 의한 절삭성능을 지반 특성만으로 추정하는 것이 불가능하였다. TBM 커터헤드의 설계에 영향을 미칠 수 있는 다양한 영향 인자들에 대한 민감도 분석 결과, 커터 작용하중과 절삭 비에너지의 경우에는 커터 간격과 커터 압입깊이와 같은 기계적 절삭조건이 매우 우세한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면 최적 절삭조건과 임계 압입깊이는 지반 특성에 의해 크게 좌우되었다. 특히 NTNU모델의 굴착용이도 관련 특성들의 중요도가 높게 평가되어 TBM 커터에 의한 절삭과정을 보다 정확히 예측하는데 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.
더보기This study aimed to examine the effects of rock properties and mechanical cutting conditions on the cutting performance of a TBM disc cutter by carrying out a series of linear cutting tests for eight different kinds of rock conditions. Here the mechanical cutting conditions included cutter spacing and cutter penetration depth. In addition, by measuring rock properties related to drillability indices used in the NTNU model, their applicability as the input parameters in a TBM cutterhead design model was evaluated. Among a variety of rock properties, it was possible to estimate a broad range of cutter forces based on DRI used in the NTNU model. However, based solely on rock properties without the consideration of mechanical cutting conditions, it was impossible to predict the cutting performance of a cutter. From a series of sensitivity analyses on a number of probable factors influencing TBM performance, it was shown that mechanical cutting conditions such as cutter spacing and cutter penetration depth had the dominant effects on cutter forces as well as cutting specific energy. On the other hand, the optimum cutting conditions and the critical penetration depths were highly dependent on rock properties. Especially, from higher sensitivity ranks of drillability indices-related rock properties, it was suggested that they should be utilized to predict the performance of a TBM cutter more accurately.
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