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龙图腾网获悉西安理工大学;中国水利水电第三工程局有限公司申请的专利基于比能-贯入度响应关系的TBM操作参数优化方法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：CN118780072B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-13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：202410934227.7，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权基于比能-贯入度响应关系的TBM操作参数优化方法是由佘磊;胡昕阳;李炎隆;李东锋;李兆宇;胡成成;郑继光;冯兴宇;王刚设计研发完成，并于2024-07-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于比能-贯入度响应关系的TBM操作参数优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于比能‑贯入度响应关系的TBM操作参数优化方法，包括依据若干具体工程的岩体属性和TBM实时监测参数建立综合数据库，引入现场贯入指数FPI，构建破岩比能与刀具贯入度之间的响应关系，将TBM设备法向推力归一化，基于不同步进回归分析建立SFPI评估最佳拟合模型，基于刀具承载能力、最大扭矩和装配刀具几何约束的操作限制，绘制刀具贯入度与破岩比能相互作用图，在该图中添加破岩比能理论作用线，根据破岩比能作用线与相互作用图中的边界交点确定最优刀具贯入度和最优破岩比能，然后计算TBM最佳运行参数。本发明解决了现有TBM施工仅取决于作业人员的主观判断，导致施工效率较低的问题。

本发明授权基于比能-贯入度响应关系的TBM操作参数优化方法在权利要求书中公布了：1.基于比能-贯入度响应关系的TBM操作参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，根据所调查的若干TBM硬岩施工隧道，依据岩体属性以及施工时的TBM实时监测参数建立综合数据库； 所述步骤1中，依据岩体属性以及施工时的TBM实时监测参数建立综合数据库，岩体属性包括岩体单轴抗压强度σc、岩体磨蚀性指数CAI、岩体完整性Kv和岩体评分RMR，施工时的TBM实时监测参数包括刀盘扭矩、总推进力、刀盘转速和刀盘贯入度； 步骤2，基于综合数据库，引入现场贯入指数FPI，构建破岩比能与刀具贯入度之间的响应关系； 所述步骤2中，基于TBM掘进比能计算公式1，引入现场贯入指数FPI，构建破岩比能与刀具贯入度之间的响应关系式2，具体如下： 式中，SETBM为破岩比能，Fn为单刀法向力，k为消除刀盘及滚刀布置差异造成影响的修正系数，Prev为刀盘贯入度，d*为所有圆盘形滚刀直径的加权值，S为相邻滚刀间距； 步骤3，将TBM设备法向推力归一化，获得的标准化现场贯入度指数SFPI直接由岩体性质决定，基于不同步进回归分析建立SFPI评估最佳拟合模型； 所述步骤3的具体过程如下： 步骤3.1，假定单个滚刀承受的荷载均匀作用于整个刀盘面板上，则单刀推力按照TBM直径d进行调整，假定滚刀法向力破岩过程中传递在刀盘上的有效作用区域为刀刃宽度与切割距离的乘积，则获得“归一化”的单刀法向力： 式中，为归一化的单刀法向力，T为刀具的刀刃宽度，D为刀盘直径，N为圆盘形滚刀的数量； 步骤3.2，将TBM设备法向推力归一化，获得的标准化现场贯入度指数SFPI直接由岩体性质决定，即 步骤3.3，基于综合数据库，运用不同步进回归分析建立SFPI评估最佳拟合模型： SFPI＝a·σcb·CAIc·Kvd·RMRe5 式中，a、b、c、d和e都是拟合系数； 步骤4，基于刀盘最大扭矩水平求解得到破岩比能-刀具贯入度作用关系，结合TBM最大负载和装配刀具几何约束的操作限制，绘制刀具贯入度与破岩比能相互作用图Prev-SETBM； 步骤5，根据不同的岩体条件，在相互作用图中添加破岩比能理论作用线，根据破岩比能理论作用线与相互作用图中的边界交点确定最优刀具贯入度和最优破岩比能； 步骤6，基于最优刀具贯入度和最优破岩比能，获得TBM的最佳运行参数。

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