基于ABAQUS的刀间距对滚刀破岩效率的影响研究

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盾构机刀具刀盘配置对扭矩、刀头磨损及掘进速度的影响

盾构机刀具刀盘配置对扭矩、刀头磨损及掘进速度的影响摘要:土压平衡式盾构机的刀盘具有切削、支撑、搅拌、土体改良等功能，因此在控制掘进效率、保持开挖面的稳定等方面起着决定性的作用。

盾构选型时必须结合地层的特殊性和通用性来确定刀盘型式、刀具的布置形式以及他们之间的组合方式。

刀盘结构的改造是为充分发挥不同地层条件下辐条式刀盘和面板式刀盘的独特优势，实现两者间的转换。

将面板式刀盘的六块面板的装配形式改为栓接加焊接的形式。

刀具布置形式优化是根据刀具的作用和运动轨迹对刀具的位置、形状进行合理的优化布置，增强刀具的切削能力、降低土体对刀具磨损进而达到保护刀盘本体，为盾构长距离掘进提供保障。

关键词:辐条式刀盘;面板式刀盘;刀盘结构设计;刀具布置形式前言伴随着我国城市化进程的加快，城市建设快速发展，城市规模不断加大，城市交通呈急剧增长的态势，21世纪将是中国城市轨道交通的新纪元，经济发展将会伴随更大的都市化，地铁交通的建设将促使城市的发展，甚至成为一个急迫的任务。

盾构机在隧道施工中，通过刀盘刀具对前方土体进行切削，刀具与土体的适应程度至关重要。

盾构是集液、电、气于一体的大型机械化专用施工设备，目前应用最广泛的是闭胸式盾构，主要分为泥水式和土压平衡式。

土压平衡式盾构机在复杂多变的地质条件下，其刀盘的结构型式、刀盘的支撑形式、刀具的选型、刀具的布置将直接影响到设备掘进的效果。

刀盘刀具于前方土体不适应，将使盾构掘进非常缓慢甚至寸步难行，直接影响到盾构机的工作效率、工程进展及工程的经济效益。

由于刀具是易损件，消耗量大，如果只是依靠进口刀具不仅供货期长，而且成本高，所以使用国产刀具势在必行。

在掌握盾构刀具切削机理和深刻认识刀具磨损相关因素的基础上，针对不同的施工地质进行刀盘刀具的选择、刀具的布置等盾构掘进设备最关键、最核心的问题，进而实现盾构机的国产化就显得尤为必要。

1 刀盘的布置针对不同的地层情况以及设备等情况，盾构的刀盘形式有很多，其主要功能为以下儿点：（1）切削功能:刀盘旋转时，通过布置在刀盘上各种形式的刀具切削土体，并将切削下来的土体刮到土仓。

滚刀滚动切削岩石的数值及试验研究

滚刀滚动切削岩石的数值及试验研究谭青;杨秧;夏毅敏;易念恩;张旭辉【摘要】为了研究滚刀滚动切削岩石的性能,合理简化盘形滚刀滚压破岩过程,采用颗粒离散元法分别建立了考虑摩擦力的滚刀滚动切削有、无节理岩体模型,分析了滚动切削模拟过程中切削力、裂纹发育、岩石破碎形态的变化规律.利用滚刀回转切削试验台进行了破岩试验,得到切削力随工况变化的规律,验证了仿真模型的准确性.研究结果表明:对无节理岩体,提高贯入度会增加主干裂纹深度和破碎面积,提高切削速度会增加法向力,而对滚动力影响不大;对含节理岩体,岩体节理强度越强则主干裂纹越深,比能耗越高;岩体的节理倾向会对破岩比能耗产生一定的影响,正向倾角切削效率高于逆向倾角约12％;节理倾角越小,正、逆向节理倾角破岩比能耗差值越大;合理安排刀盘正反转可提高破岩效率.【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(045)008【总页数】10页(P69-78)【关键词】盘形滚刀;岩石力学;裂纹;节理;比能耗【作者】谭青;杨秧;夏毅敏;易念恩;张旭辉【作者单位】中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙410083;中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙410083;中南大学机电工程学院,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TP391.9;U455.39随着我国隧道工程建设的展开，全断面岩石掘进机(Full face rock tunnel boring machine，TBM)以其施工效率高、掘进安全、噪声小等诸多优点，在隧道施工中使用日益广泛.岩石的破坏和剥落通过刀盘上的盘形滚刀滚动切削来实现，然而在实际切削过程中，地质情况是复杂多变的，如岩石种类、节理等[1-2].国内外学者针对TBM不同工况下破岩效率进行了相应的滚刀切削试验.刘红岩等人[3]通过物理实验研究了节理对岩石的破坏模式、单轴抗压强度、弹性模量的影响.Howarth[4]通过线性切割试验研究了刀间距对破岩效果的影响.龚秋明等人[5]研究了岩石节理间距对破岩效果的作用，发现节理面对破岩过程中滚刀的力有很大影响.以上研究探讨了不同地质条件下掘进参数对滚刀滚动破岩效果的作用.近年来也有学者通过数值仿真研究滚刀切削岩石的工况并取得了一些成果.Bejari 等人[6-7]采用UDEC研究了节理对刀具破岩的影响，研究表明节理间距增大会减小刀具的切入率.Sun等人[8]采用有限元法对盘形滚刀的最优刀间距进行分析，并解决了平面刀盘的布置问题.Labra等人[9]采用混合离散元/有限元法建立滚刀切削岩石模型并分析掘进参数下滚刀破岩过程.马洪素等人[10]通过两组试验对不同节理倾向下裂纹走向进行研究，并通过FLAC分析了裂纹走向与应力场分布的关系.孔晓璇等人[11]及孙金山等人[12]通过PFC2D研究双滚刀侵入不同节理间距及节理倾角的岩体时裂纹的走向，得到了节理特征对裂纹扩展的影响.张桂菊等人[13]采用二维颗粒离散元研究岩石温度对破岩的影响.Liu等人[14-16]采用PFC2D研究单、多滚刀垂直侵入岩石的效率与岩石裂纹扩展形态.Choi等[17]采用PFC2D研究节理间距与节理倾角对滚刀受力的影响.谭青等[18]采用PFC2D研究滚刀侵入不同围压与节理条件岩石时破碎模式与破岩比能耗的规律.上述模拟研究多将滚刀滚动切削过程简化为滚刀垂直贯入岩体的过程，忽略滚刀水平滚动以及岩石摩擦因素.易于观察到滚刀垂直贯入岩石过程中裂纹发育规律，难以得到滚刀滚动破岩过程中岩石裂纹发育规律.此外，以上建立的岩石节理模型仅关注节理倾角或者节理间距，尚未考虑含节理岩体强度和节理倾向对破岩的影响.本文采用离散元数值方法建立了无节理滚动切削与含节理滚动切削模型，通过改变滚刀工作参数及岩石参数，对贯入度、切削速度、节理倾向、含节理岩体强度等参数进行模拟.通过观察仿真结果，得到破岩时滚刀受力、岩石裂纹数量变化、岩石裂纹生长过程，最后以回转试验对仿真得到的切削力进行验证.本文的创新之处在于：建立了考虑摩擦力的滚刀滚动切削数值模型，该模型与实际工程应用中滚刀破岩过程拟合度更高；分析不同工况下滚刀受力与岩石破碎模式的关联规律；建立了不同节理倾向、倾角与节理面强度的岩石模型，其结论适用地质范围更广.1 数值模型的建立1.1 简化滚刀模型TBM在掘进时，滚刀布置在刀盘上并伴随刀盘的运动而做垂直贯入和水平滚动(视掌子面为水平面)，滚刀与岩石相互作用时产生指向掌子面的法向力FN、与掌子面平行而指向滚刀平移方向的滚动力FR和受到回转切削影响生成的侧向力FL三种滚刀切削力，如图1所示.法向力主要由刀盘推力提供，滚动力主要由刀盘扭矩提供，侧向力主要由回转运行中滚刀对岩石的挤压力产生.考虑本文主要研究滚刀水平滚动破岩，忽视侧向力影响，因此将三维的滚刀运动简化为二维滚动过程.文献[14-18]研究证明，将滚刀三维破岩简化为二维破岩是可行的.本文以工程实践中的常用滚刀进行1∶2缩尺所得的小滚刀作为研究对象，其参数见表1.基于表1中参数，简化滚刀模型为二维模型.1.2 模型宏、细观参数的标定由于试验条件限制，假定切削对象为泥岩、砂岩等软岩，由于天然岩石内部初始损伤缺陷难以统计，为了增加试验的可重复性，降低试样物理力学性能分布的随机性，本文采用混凝土代替岩石进行研究.混凝土的制作和养护参照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》[19].在力学测试中心测得混凝土试样的物理力学性能参数如表2所示，由表2可知，混凝土强度等级为C20，其抗压强度等物理力学特性近似自然界的泥岩、砂岩等软岩[20].为建立颗粒流模型细观参数与材料宏观物理力学参数之间的联系，需要确定颗粒的基本尺寸等参数(表3).以单轴压缩、巴西劈裂和直剪试验对模型进行标定(图2)：单轴压缩试验见图2(a)；巴西劈裂试验见图2(b)；剪切试验见图2(c).通常采用试凑法按照一定规律反复调整细观参数，直到仿真输出曲线接近物理标定的曲线即可.标定得到的颗粒流模型细观力学参数见表4.图1 滚刀切削力示意图Fig.1 Cutter forces of the disc cutter表1 滚刀基本参数Tab.1 The basic parameters of the disc cutter直径/cm刀刃宽度/mm过渡圆弧半径/mm刀刃角/(°)2110420表2 软岩材料宏观参数Tab.2 Macro-parameters of soft rock material参数名单位数值密度kg/m32 360弹性模量GPa1.82抗压强度MPa21.88抗拉强度MPa1.47内聚力MPa4.12内摩擦角(°)35表3 颗粒流模型基本参数Tab.3 Basic parameters of PFC2DmodelRmin/mmRmax/Rminkn/ks0.31.22.5图2 颗粒流模型细观参数的确定Fig.2 Meso-parameters determination in PFC2D表4 细观力学参数Tab.4 Meso-mechanical parameters参数名单位数值颗粒密度kg/m32 950法向强度MPa15切向强度MPa15法向刚度N/m9.5×108切向刚度N/m3.8×108摩擦因数0.31.3 建立滚刀滚动切削数值模型为了研究滚动切削对破岩的影响，根据标定得到的细观力学参数分别建立无节理、含节理两种滚刀侵入岩体的切削模型.试样被安置在一个三面墙皆被固定的方槽中，模型尺寸为400 mm×200 mm.节理模型中节理特征通过JSET命令设置，由于滚刀的刚度远远大于软岩的刚度，所以将滚刀简化为刚体并赋予属性wall类型.滚刀在破岩过程中因摩擦力而被动转动，滚刀与岩石的接触摩擦因数取0.3.通过FISH语句可以提取滚刀受力等信息.仿真中材料的破坏过程可视为颗粒间连接键在载荷作用下断裂的过程.键连接有两种形式：接触键和平行键.通过设定键与颗粒的大小、强度，对不同的本构进行表述，当载荷超过预设键的强度时，便会使颗粒脱离接触而产生破坏，通过观察、统计仿真所得的微观裂纹可以了解岩体内部破碎情况.2 滚刀切削无节理岩石模型分析2.1 滚刀切削过程分析图3为滚刀滚动切削破岩过程，根据工程实践应用，设定滚刀贯入度为8 mm，切削速度为0.6 m/s.随着滚刀向前推进，岩体上层的岩石不断被破碎，滚刀前方产生较大的破碎块(图3(a))，同时岩体内部产生大量微裂纹，部分微裂纹汇聚成主干裂纹并向岩体深处扩展.图3 滚刀滚动切削岩石动态过程Fig.3 Dynamic process of rock cutting图4为滚刀切削力及滚刀角速度动态变化图.由图4可知，滚刀破岩过程中滚刀力曲线波动较大，且法向力的波动远大于滚动力.这说明岩石内部裂纹扩展主要由法向力主导，滚刀与岩石接触而转动，角速度均值约为5 rad/s，这说明滚刀的旋转瞬心在刀刃下方附近.图5为FISH函数记录的裂纹数目变化.随着切削行程的增加裂纹数目线性增加，张拉裂纹数目始终大于剪切裂纹数目，说明滚刀破岩过程中岩石的破碎以张拉破坏为主.切削行程/mm图4 滚刀力与角速度变化图Fig.4 Variation diagram of cutting force and angular velocity2.2 贯入度对滚刀切削的影响贯入度及切削速度的变化会改变滚刀与岩石的接触情况，同时受力、岩石破碎形态以及裂纹发育都会受到影响.图6反映了滚刀切削行程为300 mm，切削速度为0.6 m/s时不同贯入度下的切削状态.从图6可知，岩石破碎面积与主干裂纹深度均随贯入度的增加而增大.切削行程/mm图5 微裂纹个数随切削行程变化图Fig.5 Variation diagram of crack number with cutting length图6 不同贯入度下滚刀滚动破岩状态Fig.6 Rock breaking state under different cutting depths如图7所示，贯入度的增加使得主干裂纹平均深度大幅度增长.然而，随着贯入度的增加，主干裂纹平均长度与贯入度的比值在下降，说明随着贯入度增加，主干裂纹平均长度增速下降，单纯增加贯入度并不能有效增加主干裂纹长度.主干裂纹的扩张虽然消耗了大量能量，但并未直接将岩体剥落下来.较深的主干裂纹说明滚刀做功主要引起裂纹纵深发展，而用于表面破岩的做功较少，所以主干裂纹越长则破岩效率越低.此外，统计仿真结果可知，随着贯入度的增加，微裂纹数量线性增长.当贯入度较小时，剪切微裂纹占多数，在较大贯入度下，张拉微裂纹则占多数.这说明增加贯入度有利于张拉微裂纹的发育.通常岩石破碎效率以破碎比功[13]来衡量.本文为了简化模型，不考虑破碎块度大小，以掘进机常用的比能耗SE来衡量破岩效率.由于本文开展二维数值模拟，故将其定义为刀具切削单位面积岩石所需消耗的能量，表示为：(1)式中：SE为破岩比能耗(MJ/m2)；WN为滚刀法向力做功；WR为滚刀滚动力做功；FN为法向力(N)；FR为滚动力(N)；p为贯入度(mm)；J为滚刀的切削行程(mm)；S为岩石破碎的面积(mm2).一般情况下法向力做功为滚动力做功的5%[18]，故实际计算中只考虑滚动力做功.贯入度/mm图7 贯入度与裂纹深度关联规律Fig.7 Variation of cutting depth with crack depth随着贯入度的增加，滚刀滚动力和法向力都呈递增趋势(表5).其中，滚刀滚动力增长率远大于法向力的增长率，这说明滚动力对贯入度更加敏感.在工程中，一般控制滚刀的贯入度不超过10 mm以避免贯入度过大而增加滚刀的受力负荷，造成滚刀过早失效.由表5可知，随着滚刀贯入度的增加，破碎面积的增长速率下降，而比能耗迅速上升，最大增加量约为96%．说明增大贯入度虽然提高破岩速度，但是切削效率下降，且加剧了滚刀磨损，缩短了轴承寿命，导致提早换刀.因此，在施工中，不可盲目增加贯入度以提高掘进效率.表5 不同贯入度下滚刀滚动破岩参数统计表Tab.5 Simulation results with different cutting depth贯入度/mm滚动力/kN法向力/kN破碎面积/cm2比能耗/(J·cm-2)41.439.88110.503.8862.1912.23141.174.6584.0214.44176.926.82104.5815. 69180.177.632.3 速度对滚刀切削的影响图8为滚刀切削行程为300 mm，贯入度为6 mm时的破岩状态图.由图8可知，在不同切削速度下，岩体破坏状况相近，裂纹扩展情况及破碎块的形成亦相似.这说明切削速度对岩石破坏以及裂纹扩展的影响不大.此外，统计仿真结果可知，裂纹总数随切削速度变化波动较小，这说明切削速度不是影响微裂纹数目的主要参数.剪裂纹数目所占总裂纹数目的比例随切削速度的增加而上升.图8 不同切削速度下滚刀滚动破岩状态图Fig.8 Rock breaking state diagram with different cutting speed表6为不同切削速度下滚刀破岩的参数统计表.可知加大切削速度对滚动力、破碎面积和比能耗的影响并不大.滚刀法向力对切削速度较为敏感，随着切削速度的提升，法向力显著增加,当切削速度从0.4 m/s提高到1 m/s时，滚刀法向力增加约50%．因此，施工中在确保滚刀承受的法向冲击力不超过刀圈承载额的前提下，可提高切削速度增加破岩速度.表6 不同切削速度下滚刀滚动破岩参数统计表Tab.6 Simulation results with different cutting speed速度/(m·s-1)滚动力/kN法向力/kN破碎面积/cm2比能耗/(J·cm-2)0.42.128.9132.254.810.62.5210.6134.675.610.82.6111.6139.005.631.02.71 12.23131.176.203 滚刀切削含节理岩石模型分析3.1 滚刀切削过程分析已有研究表明[6,7,11]，节理特性对滚刀切削岩石有较大的影响.自然界中岩石的节理分布一般都比较复杂，同时滚刀与节理的相对位置也不断变化，因此，本文对此进行必要的简化.假定数值模型中只存在一组等间距节理(设节理间距恒为10 mm)，综合考虑节理倾向、倾角和含节理岩体强度对滚刀破岩的影响，规定节理倾向与滚刀掘进方向一致为正向，相反为逆向.图9和图10分别为水平0°和垂直90°，正、逆向倾角分别为20°、40°、60°和80°的节理岩体.含节理的岩体强度由节理面的颗粒细观参数(摩擦因数、法向强度、切向强度)间接决定.通过改变节理面的颗粒细观参数，可以得到不同强度的节理岩体(也有文献简称为节理强度)，即节理岩体具有不同的内聚力和内摩擦角.不同强度节理岩体的物理数值可通过直剪试验得到(图2(c)).研究发现，当摩擦因数一定时(本文设置摩擦因数为0.3)，法向强度与切向强度越大，得到含节理的岩体强度也会较大.本文用2种节理面颗粒连接强度(法向与切向强度分别取8 kPa和200 kPa)来描述低强度和高强度含节理岩体.图9和图10是切削距离为250 mm，贯入度为8 mm，削速度为0.6 m/s时的破岩状态图.其中，图9对应的节理面粘接强度为8 kPa，摩擦因数为0.3，节理强度较低.从图9可知，主干裂纹很少向纵深扩展，这是由于低强度节理面很容易起裂和断裂，阻碍了滚刀力向岩体深处传递，所以岩体深处很少有主干裂纹.此外，还可以观察到有大量碎块从岩体表面崩落，起裂方向大多垂直于节理面.图10对应的节理面粘接强度为200 kPa，摩擦因数为0.3，节理强度高.当节理倾向为正，倾角分别为60°与80°时可以观察到主干裂纹扩展方向有垂直于节理面的倾向，有的主干裂纹可以跨越几组节理面到达岩体深处.这说明较高的节理强度对于裂纹扩张的阻碍效应小于低节理强度.当节理倾向为逆向时，倾角分别为60°和80°时，主干裂纹扩展方向有平行于节理面的倾向，与无节理破岩比较(图6(c))，二者裂纹扩展形态非常近似，节理的存在对于主干裂纹扩展深度影响很小.图9 低强度含节理岩体(连接强度为8 kPa)Fig.9 Low strength for jointed rock masses(joint bond strength 8 kPa)图10 高强度含节理岩体(连接强度为200 kPa)Fig.10 High strength for jointed rock masses(joint bond strength 200 kPa)3.2 节理特征对微裂纹数量的影响微裂纹与节理关联规律如图11所示.由图11可知，高强度节理岩体含张拉裂纹数量多于低强度岩体，低强度节理岩体含剪切裂纹数量多于高强度岩体.考虑到岩石抗压不抗拉的特性，滚刀入侵高强度节理岩体时主要发生了张拉破坏.对低强度节理岩体而言，节理间连接强度较低，节理层容易断裂，因而剪切裂纹较高强度节理岩体多.岩体节理强度高时，正向节理倾角下含有更多的微裂纹数量.此外，节理倾角分别为20°、60°时，裂纹发育受到阻碍.节理角度/(°)(a)拉张裂纹数节理角度/(°)(b)剪切裂纹数图11 微裂纹与节理特征关系图Fig.11 Relation diagram of micro-crack numbers with joint characteristics3.3 节理特征对裂纹深度的影响节理倾角与节理强度对主干裂纹的扩展深度有着明显的控制作用：应力场不均分布导致低强度节理面容易产生张拉微裂纹起裂[10]，节理面对主干裂纹扩展起阻隔作用[5]，而且节理倾角能影响主干裂纹扩展方向.因此，在相同的主干裂纹长度下，裂纹深度会由于扩展方向的改变而改变.主干裂纹深度整体趋势规律如图12所示. 相较低强度节理面，高强度节理面中主干裂纹更容易扩展到岩体深处，这是由于低强度节理面对裂纹继续扩展起到阻隔作用.基于上文讨论，主干裂纹深度过大对于提高破岩效率并无直接益处，所以低节理强度更有利于提高破岩效率.由图12可看出，水平和垂直节理倾角下主干裂纹相对较长.在高强度节理面中，倾角分别为20°、60°时，主干裂纹较浅，且逆向节理倾角产生的裂纹较正向倾角更深，这反映了正向节理倾角下破岩更加高效.在低强度节理面中，正、逆向倾角则对裂纹深度无明显影响.节理角度/(°)图12 主干裂纹深度与节理特征关系图Fig.12 Relation diagram main crack depth with joint characteristics3.4 节理特征对破岩面积的影响在相同贯入度下，更大的破碎面积意味着更快的掘进速度.通过测量，可以得到破岩面积受节理特征影响的规律，如图13所示.正向倾角破岩面积更大，高强度节理面下该现象更显著.高强度节理倾角分别为80°与0°时，破碎面积相比其他倾角更大，该结论与谭青等[18]的结论一致.低强度节理倾角分别为20°、60°和90°时，破碎面积相对较小.节理角度/(°)图13 破岩面积与节理特征关系图Fig.13 Variation of breakingarea with joint characteristics3.5 节理特征对比能耗的影响通过仿真计算，得出滚刀力、破碎面积及比能耗等参数如表7所示.由于仿真条件限制，破碎块无法排出(图9(d))，导致在后续滚刀切削中已经崩落的岩石会进一步被滚刀破碎，造成滚动力增加.为了贴近实际施工状态，对仿真所得滚动力乘以系数φ(φ取值为0～1).根据表7中数据可以得到比能耗趋势如图14所示.表7 比能耗统计表Tab.7 Specific energy statistics table连接强度/kPa节理倾向节理倾角/(°)滚动力/kN破碎面积/cm2比能耗/(J·cm-2)8逆正03.48114.17.63203.81105.29.05404.13126.38.17604.31124.18.68804.42125.78.79904.10117.68.72203.31107.47.70403.54120.37.36603.74117.87.94804. 26126.98.39200逆正05.37137.79.74204.78126.59.45405.38133.710.06604.66124.09.40804.96133 .29.31904.70130.59.00204.27131.18.14404.79135.58.84604.27125.98.48804. 58133.88.56由图14可知，在相同掘进参数下，正向节理倾角比能耗均低于逆向倾角比能耗.这是由于在逆向倾角下，滚刀运动方向与节理夹角大多呈钝角，主干裂纹将沿节理面向深处扩展.在正向倾角下，夹角多为锐角，滚刀挤压节理面产生破碎块，因而阻断主干裂纹的扩展.该结论与文献[17]中结论一致.在垂直90°倾角时，滚刀力一部分与节理面相互作用使岩石破碎，一部分沿节理面向岩石内部传递.90°节理倾角比能耗介于正向和逆向倾角比能耗之间.由表7中切削比能耗计算可知，正向倾角下节理岩体切削效率高于逆向倾角约12%．对低强度节理岩体，当节理倾角分别为20°、40°、60°和80°时，比能耗减少比例分别为18%、11%、9%和5%；对高强度节理岩体，减少比例分别为16%、14%、11%和9%，这是由岩体的连接强度所决定的.在低节理强度下，岩体连接强度小，使岩体容易破碎，所以低强度节理岩体受节理倾角影响较大；反之，高强度节理岩体强度受倾角影响较小.低节理强度岩体比能耗普遍低于高节理强度岩体，这说明低强度节理面阻隔了主干裂纹向岩体深处扩展，减少了滚刀做功的无效耗散，提高了破岩效率.相反，高强度节理面不易阻隔主干裂纹向岩体深处扩展，破岩效率不如低强度节理岩体高.整体上，正向倾角为20°对提高滚动切削高强度节理岩体的效率有利，正向倾角为40°时对提高滚动切削低强度节理岩体效率有利.节理角度/(°)(a)低强度节理岩体倾向对比节理角度/(°)(b)高强度节理岩体倾向对比节理角度/(°)(c)逆向倾角高、低强度岩体对比节理角度/(°)(d)正向倾角高、低强度岩体对比图14 比能耗与节理特征关系图Fig.14 Variation of specific energy with joint characteristics4 试验验证4.1 试验系统组成试验在盘形滚刀回转破岩试验台上进行.如图15(a)和图15(b)所示，试验台由回转机械主机、液压系统、控制系统和测试系统构成.测试系统由三向力传感器、低通滤波器、USB采集卡、工控机、高速摄像系统、LabVIEW系统组成.高速摄像系统可以捕捉到岩体表面起撬直到崩落的全过程(图15(c)和图15(d)).切削对象为混凝土(仿软岩)，混凝土的物理力学指标见表2，滚刀参数见表1.图15 TBM滚刀物理切削试验Fig.15 Experiment of rock breaking by TBM disc cutter4.2 滚刀受力分析试验试验通过改变切削速度及贯入度来观察滚刀的受力状况，进行2组试验分别记录滚刀滚压过程中所受的三向力和滚刀行程.第1组试验为恒定速度：贯入度分别采用4 mm和10 mm，切削速度为0.6 m/s.第2组试验为恒定贯入度：切削速度分别采用0.4 m/s和1.0 m/s，贯入度为6 mm.不同贯入度与切削速度下切削力变化情况如图16所示.4.3 切削力误差分析PFC2D基本结构是一个三维的圆柱体(圆柱体有厚度，但是不能在Z轴上移动，只能在X和Y轴移动、转动)，厚度定义为滚刀刀刃宽，仿真得到的滚刀力与物理试验测试的滚刀力之差别在于是否考虑滚刀两侧摩擦力.本文研究滚刀在较小贯入度下的切削，此时摩擦力影响较小.根据仿真与试验滚刀力的数据做出误差分析，如表8所示.可见贯入度较大时，因摩擦力引入的误差会增大，平均误差为16.44%.这说明仿真得到的滚动力较为贴近工程实际情况.同时证明数值模型与试验试样的宏观物理参数一致性较高.图16 不同贯入度与切削速度下切削力变化曲线Fig.16 Cutting force with different cutting depth and speeds表8 不同掘进参数下的误差分析Tab.8 Error analysis under different cutting parameters贯入度/mm速度/(m·s-1)滚动力/kN仿真值试验值误差/%法向力/kN仿真值试验值误差/%40.61.431.5910.06 9.889.940.60 100.64.583.4632.3715.6913.8213.53 60.42.521.7444.83 10.68.5823.54 61.02.712.813.5612.2312.613.015 结论1)无节理切削组中，贯入度从4 mm 提高到10 mm会增加主干裂纹深度和破碎面积，但裂纹深度和破碎面积的增长速率会逐渐降低，且比能耗相应增加96%.相对法向力，滚刀的滚动力对贯入度更加敏感.施工中不能盲目增加贯入度，以免损坏刀架.2)无节理切削组中，当切削速度从0.4 m/s 提高到1．0 m/s时，滚刀法向力增加。

基于破岩弧长的全断面掘进机滚刀磨损的研究

则由图中的几何关系可以求出血、ｄ和ｄｙｚ
Ｋ导ｆ墨
ｄ：ｘ
ｄｙ＝一
ｄＺ：ｖｆｄ：２兀
瓣
ｃｃ￣ｏｄｏｄ—ｃ００ｓｏｓ
１盘形滚刀破岩轨迹的计算
滚刀在破岩过程中，在盾体推力油缸的作用
下压人岩石，一面绕着刀盘轴心转动，同时绕着自身刀轴转动，实现持续破岩。刀盘上一般安装有中心滚刀、正滚刀、过渡滚刀和边滚刀，中心滚
刀和正滚刀一般垂直于刀盘安装，过渡滚刀和边滚
滚刀的磨耗主要分为刀圈正常磨损和刀圈破损，前者是刀圈消耗的主要形式。对于滚刀正常磨损而言，磨损与滚刀和岩石的接触弧长密切相关，滚刀与岩石接触的距离越长，其磨损就越严
１ｌ
的矢量和，即
ｄＡｆＳ＝＋＋足（３）
形滚刀半径为ｒ，安装半径为Ｒ，则刀盘每转一周时盘形滚刀的转数为Ｒｒ／。设刀具单位弧长磨损系数为，则在不考虑刀具偏磨和侧向滑移的情况下，刀具的磨损量可由下式计算
Ｌ，刀盘每转切深为ｈ，则刀盘总转数为Ｌｈ／。若盘
由图中几何关系和ｄ＝２ｒｄ可知￣ｔｎ
ｄＳ
ｒ
＝ｄ，＝／ｓ０＋ｒＯｘｒｉ）ｄ，（ｎ
（）２
ｄ：ｖｆＳｄ：ｚ２ｃｚｎ
Ａ破岩的轨迹可以写成Ｘ、ｚ个方向轨迹点、Ｙ３

TBM盘形滚刀破岩数值模拟

TBM盘形滚刀破岩数值模拟张禹;张延荣;辛倩【摘要】为研究切削深度和刃角对滚刀破岩的影响,以Mohr-Coulomb模型和岩石力学性质为基础,利用ABAQUS软件建立单把盘形滚刀破岩的三维有限元模型,实现对滚刀破岩过程的模拟,总结滚刀破岩机理.仿真结果表明,切削深度和刃角的变化对滚刀破岩影响均较明显;增大滚刀的切削深度会加速其磨损失效,选用小刃角滚刀破岩效率更高,刀具的磨损更小.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】3页(P11-13)【关键词】盘形滚刀;Mohr-Coulomb模型;数值模拟;切削深度;刃角【作者】张禹;张延荣;辛倩【作者单位】沈阳工业大学机械工程学院,沈阳 110870;沈阳工业大学机械工程学院,沈阳 110870;沈阳工业大学机械工程学院,沈阳 110870【正文语种】中文先进轨道交通装备被《中国制造2025》规划列为十大重点支持、突破产业领域之一。

岩石隧道掘进机作为先进轨道交通装备，具有对周围环境影响小、自动化程度高、施工快速、优质高效、安全环保等优点。

盘形滚刀作为岩石隧道掘进机的关键部件，直接与岩石接触，因此，对盘形滚刀破岩进行三维有限元模拟，分析滚刀破岩机理，对改进滚刀结构，优化滚刀布局，进而提高施工效率具有重要的意义。

目前，国内外许多学者运用计算机仿真对滚刀破岩机理进行许多研究。

谭青[1]等利用离散元方法建立岩石与盘形滚刀的二维数值模型，研究了滚刀侵入岩石过程中切削深度、切削力和裂纹数三者的关系；刘泉声[2]等通过分析滚刀运动规律，研究了滚刀法向推力对破岩的作用；张照煌[3]等通过考虑岩石的各向异性，深入研究岩石在盘形滚刀作用下的形变和剥落特点；高浩[4]等利用数值模拟对滚刀破岩过程进行分析，研究盘形滚刀破岩过程中刀圈接触应力分布规律。

本文利用ABAQUS有限元软件，在Mohr-Coulomb准则和岩石力学性质的基础上，进行盘形滚刀破岩模拟仿真，研究不同刃角与切削深度对滚刀破岩的具体影响。

不同贯入度下TBM盘形组合滚刀切削性能分析

ｔｈｅｓｅ
ｑｕｅｎｔｉａ
ｌｒｏｃｋｃｒｕｓ
ｈｉｎｇｐｒｏｃ
ｅｓｓｅｓｗ
ｅｒｅ
ｏｂｔａ
ｎｉ
ｅｄｕｎｄｅ
ｄｒ
ｉ
ｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉ
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ｓｏｆ
ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｂｙｔｈ
ｅｎｕ
ＡＢＡＱＵＤｆｔｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｓｏｗａｒｅｏｆ
ＳｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｉｅｓｏｆｔｈｅｒｕｃｋｅＰｒ－ｒａｇｅｒｐｌａｓｔｉｃ
第４５卷第２期
年２０１９
２月
中国测试
Ｃ
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５
ｏ．２
Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１９
ｄｏｉ：
１
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１
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８５７／
ｎ６７４５．ｉｓｓ
ｅｆｆｅｃｔａｓｗｅｌｌａｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｌｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｗｈｅｎｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｕｔｔｅｒａｎｄｔｈｅ
ＡＢＡＱＵＳ；
贯人度；

基于最小破碎比能TBM滚刀间距设计方法研究

基于最小破碎比能TBM滚刀间距设计方法研究荆留杰;张娜;杨晨;鞠翔宇【摘要】正滚刀刀间距是TBM刀盘设计的重要参数之一,刀间距布置的合理性直接影响TBM破岩效率、刀具损耗等参数.本文首先基于最小破碎比能原理,确定相邻滚刀协同破岩时的合理刀间距,以压头侵入载荷与侵入深度的关系曲线为基础,提出单刀法向推力和贯入度计算模型,依据岩石破碎角几何关系计算不同贯人度下的最优刀间距,总结提出TBM正滚刀刀间距设计方法.结合某工程实例,计算查找TBM 在不同岩体中高效运行的贯入度区间和最优刀间距,设计结果与经验取值接近.该方法可用于类似TBM滚刀刀间距设计.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2018(040)012【总页数】7页(P123-129)【关键词】TBM;滚刀;刀间距;设计方法【作者】荆留杰;张娜;杨晨;鞠翔宇【作者单位】中铁工程装备集团有限公司,河南郑州 450016;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州221116;中铁工程装备集团有限公司,河南郑州 450016;中铁工程装备集团有限公司,河南郑州 450016;中铁工程装备集团有限公司,河南郑州 450016【正文语种】中文【中图分类】U455.6刀间距是衡量TBM刀盘设计质量的关键参数之一。

合理的滚刀刀间距设计可提高TBM开挖效率，降低开挖能耗，减小刀具磨损。

因此刀间距设计时要充分考虑岩体力学性质、刀盘直径、刀具尺寸以及TBM设计参数等因素。

目前，国内外学者主要通过数值模拟和室内试验等手段对刀间距设计参数进行研究。

文献[1-3]采用离散元方法，文献[4-6]采用有限元方法对滚刀破岩进行仿真计算，模拟岩石裂纹产生和扩展过程，通过定量分析岩石破碎体积，提出刀间距优化参数。

文献[1，4，7-9]利用滚刀切割试验台，进行不同刀间距和切深组合下的室内试验，研究滚刀法向推力(以下简称为推力)、贯入度以及岩渣形态的对应关系，通过对比不同试验条件下的岩石破碎比能，给出了最优刀间距与贯入度比值(S/p)。

双刃滚刀破岩特性与声发射试验研究

双刃滚刀破岩特性与声发射试验研究林奇斌;曹平;李凯辉;曹日红;周科平;邓红卫【期刊名称】《中南大学学报》【年(卷),期】2018(025)002【摘要】节理倾角和间距是影响全断面隧道掘进机(TBM)破岩效率的重要因素。

到目前为止,许多学者基于理论研究、数值模拟和实验,研究了节理对滚刀破岩的影响。

然而,在多数研究中,节理对双刃盘形滚刀破岩的影响却很少。

因此,本文重点研究了节理倾角和间距对双刃盘形滚刀破岩效率的影响。

通过改装RYL-600岩石剪切流变仪,采用预制节理水泥砂浆试件模拟节理岩体,利用声发射测试系统进行声发射的定位特征分析,研究节理岩体在双刃盘形滚刀作用下岩石破坏的全过程。

试验结果表明:节理岩体有4种破坏模式和3种裂纹扩展形式;在岩石破坏过程中,节理对裂纹的扩展有明显的控制作用;在节理倾角为60°时试样破坏最严重,进一步验证了滚刀破岩的最优角是60°。

【总页数】11页(P357-367)【作者】林奇斌;曹平;李凯辉;曹日红;周科平;邓红卫【作者单位】[1]School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;[1]School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;[1]School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;[2]Department of Civil and Environmental Engineering, The Hong Kong Polytechnic University,Hong Kong 999077, China;[1]School ofResources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;[3]School of Civil, Environmental and Mining Engineering, The University of Western Australia,Perth 6009, Australia;[1]School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China;[1]School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha 410083, China【正文语种】中文【中图分类】TD631.01【相关文献】1.双刃滚刀破岩特性与声发射试验研究 [J], 林奇斌;曹平;李凯辉;曹日红;周科平;邓红卫2.节理岩体下TBM单刃和双刃滚刀破岩特性研究 [J], 张旭辉;夏毅敏;谭青;林赉贶;劳同炳;刘杰3.围压作用下TBM双刃中心滚刀破岩特性研究 [J], 张旭辉;夏毅敏;刘杰;谭青4.滚刀破岩引致岩石振动特性试验研究 [J], 薛亚东;廉旭;李兴;周杰;;;;;5.大型TBM盘形滚刀回转切割破岩特性试验研究 [J], 蒋宏亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

节理岩体下TBM单刃和双刃滚刀破岩特性研究

节理岩体下TBM单刃和双刃滚刀破岩特性研究张旭辉;夏毅敏;谭青;林赉贶;劳同炳;刘杰【摘要】In this study, we investigated the breaking behavior of rock penetrated by two types of tunnel boring ma⁃chine ( TBM) disc cutters with respect to the geological condition of the joint. We used the particle discrete element method to establish a model for penetrating the rock with the two types of cutters and analyzed the dynamic breaking behavior of rock and crack propagation. Our results show that the formation and propagation of cracks involves two classic stages and that the force and number of cracks differ when penetrating a jointed rock using two types of cut⁃ters. A change in the joint angle has guide and blocking effects on crack propagation. When using a double⁃pint cut⁃ter and the joint spacing is more than 80 mm, this angle controls the crack propagation. With respect to the forma⁃tion of rock chips, the rock exhibits regular andjoint⁃coordinated breaking modes based on the type of slag pro⁃duced by the breaking rocks. When using a single⁃point cutter, a change in joint angle deflects the stress distribu⁃tion caused by the cutter inside the rock but has little effect on the stress distribution caused by the two⁃point cutter. The rock⁃breaking efficiency of the two cutters changes with changes in the joint characteristics. When the cutter spacing is adequate, the double⁃point cutter has higher efficiency than the single⁃point cutter. There is an optimal cutter spacing that maximizes the efficiency of breaking rocks when the double⁃point cutter is penetrating a jointed rock,and this spacing will increase first and then decrease with increases in the joint angle.%为了研究在考虑节理地质条件下的两种TBM滚刀破岩规律，采用颗粒离散元法建立不同节理特征下两种滚刀的侵入破岩模型，分析节理岩体下两种滚刀侵入破岩的动态过程、裂纹扩展等规律。

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第 32 卷第 3

期

机电 #$%&'()

Vol.32,No.3

2019 年 5 月 Development & Innovation of Machinery & Electrical Products May. ,201 9

文章编号：

1002-6673 (2019

) 03-055-03

基于ABAQUS

的刀间距对滚刀破岩效率的影响研究

张珂！，贾森！，孙健！，赵海峰2

(1沈阳建筑大学机械工程学院，

辽宁沈阳110168； 2.北方重工集团有限公司，辽宁沈阳110025)

摘要：为了提高全断面硬岩掘进机破岩效率

，优化滚刀在刀盘上的布置，确定最优刀间距。利用

ABAQUS

有限元软件建立双滚刀滚压大理石模型，分析了刀间距对岩石破碎量及滚刀所受滚动力的影响，并进行了比能计算。通过数值模拟得到不同刀间距条件下的岩石破碎量及比能变化规律，研究结果对提高滚刀破岩效率

具有重要意义。关键词：破岩效率；最优刀间距；比能

；

破碎量

中图分类号：

TU976.42 文献标识码

：A doi:

10.3969/j.issn.1002-6673.2019.03.020

Research on

the Effect of Cutter

Spacing Based

ABAQUS on Rolling Rock

Breaking Efficiency

ZHANG Ke

1, JIA Sen1, SUNJian1, ZHAO Hai-Feng2

(l.College of Mechanical Engineering, Shenyang Jianzhu University, Shenyang Liaoning

110168, China

；

2.Northern Heavy Industries Group Co. ,Ltd., Shenyang Liaoning 110025 , China)

Abstract: In

order to improve the rock breaking efficiency of the full-section hard rock roadheader, optimize the arrangement of

the hob

on the cutter head and determine the optimal knife spacing. The double-roller rolling marble model was established by using ABAQUS finite

element software. The influence of the knife spacing on the rock crushing capacity and the rolling force of the hob was analyzed, and the

specific energy calculation was

carried out. The numerical simulation of rock fragmentation and specific energy under different knife spacing

conditions is obtained. The research results are of great significance to improve the rock breaking efficiency of the hob.

Key words: rock breaking efficiency ； optimal tool spacing ； specific energy

； crushing capacity

0引言

全断面硬岩掘进机破岩过程是由刀盘上的刀具系统在一定推力和扭矩的作用下，绕刀盘滚压中心旋转滚压实现的’盘形滚刀为全断面硬岩掘进机主要破岩刀具，滚刀在刀盘布置得是否合理，直接影响全断面硬岩掘进机的破岩效率［11，刀间距是反映滚刀在刀盘上布置规律的主

要参数之一’两把滚刀之间间距存在一个最优值

，

可以保

证破岩过程中岩破碎量最最

’ ，优化滚

刀布置，寻求最优刀间距

,有利于提高破岩效率

’

修稿日期：2019-04-02

基金项目：国家#然科学基金，无内圈式陶.电主轴单元的

动-热耦合特性分析及其结构优化（51675353）,2017-2020；

“十三五”国家科技支撑计划，钢筋骨架焊接技术及工艺研究（2017YFC0704002-04） ,2017-2020

作者简介：张珂（1969-）,男，教授，博士研究生导师。主要从

事精密加工技术、机电一体化技术研究；贾森*1993—），男，硕

士研究生（研究方向

：全断面掘进机刀盘刀具

（

1刀盘优化分析

1.1刀具磨损机理

针对刀具磨损的机理，国内外科研人员进行了大量

研究。对刀面进

一系列的扫推

得形磨是滚刀磨的主要形

式叫王旭认为刀圈磨损的形式包括岩石对刀尖的磨损和岩渣对刀圈两侧的磨蚀，并指出滚刀磨损形式为磨粒

磨435' 为滚刀的磨过程是滚刀在重

作用

下的过程

，刀圈的磨损形式主要为磨粒磨损和

磨 445 '

1.2滚刀的数值模拟研究

苏利军等采用颗粒流方法建立了滚刀与岩石的二维数值，：破岩过程可分为

压破

、

：

和张拉性主裂纹生成三个阶段叫禧

岩石D-P 和岩石力学，建滚

刀破岩的有限元模型，分析了滚刀破岩机理叫利

用ABAQUS软件对滚刀破岩过程进，\

了压力和变形的关系叫

55•测试与控制•1.3

破岩比能概念

比能是反映破岩效率的一个重要指标,

比能越小

则

切削单位体积岩石所消耗的能量越少，破岩效率也就越高。比能的计算公式

：

式中：Se—比能(

MJ/m

3)；F

r—为滚刀所受平均滚动力

(kN);L—滚刀切割距离(mm)；V—破岩过程中岩石破碎总体积(m-)。

1.4岩石破碎量

滚刀破岩过程中，岩石的破碎量是衡量滚刀间距布置是

否合理的重要参数之一。

实验时常常采用称重岩磴质量的方

法计算岩石的破碎量。利用式(2)可求出岩石模型破碎量。V1=^

1=N^-V0 (2)

N0式中:V(—岩石模型的破碎量(m-) ； V

o—

岩石模型初

始体积(m-)；N°—岩石模型初始单元总数(个);Ni—滚压后岩石模型单元总数(个)。

2破岩过程有限元模型

根据17英寸盘形滚刀实际结构尺寸，

考虑滚刀破岩过

程中仅刀圈与岩石直接接触，忽略刀轴、卡环等部件，在 ABAQUS有限元软件中建立双滚刀顺次破岩三维模型，

如

1 所。时滚刀岩石

，

型

为C3D8R,岩石模型材料选取大理石,假设具有均匀连续、、小变形，破岩过程中受力均。

3仿真结果与分析3.1滚刀间距对岩石破碎

的影响为研究刀间距对岩石破碎效的，刀间距岩石破碎量。在

仿真中设置贯入度为6mm、滚压速度为0.4m/s,

两把滚刀

分别以66mm

、72mm、78mm、84mm、

90mm水平间距顺次

理石滚压

。岩石破碎 2 所。

将图2中(a)~(e)大理石破碎表面形貌对比发现，双滚刀顺次滚压用下，由于刀间距的不同，岩石破碎 f过破碎、破碎、破碎形岩个段。刀间距小于78mm时，滚刀滚压下方完全破碎

，

但由

于刀间距相对较小，此时过度破碎阶段，滚刀破岩能

力，岩石破碎

积；

刀间

距大于78mm时，

刀间距的增加

，

滚刀破岩能力不足

以使岩石完全破碎，滚刀之间的岩石区域逐渐有岩脊形成，由图2 (c)可知，当刀间距等于78mm时，岩石完全破图1双滚刀滚压大理石模型Fig・1 Double hob rolling marble model(!)刀间距66mm (b)刀间距72mm(c)刀间距78mm ())刀间距84mm(e)刀间距90mm图2不同刀间距下的岩石破碎表面形貌Fig・2 Rock fracture surface morphology under different knife1 spacing碎且破碎面积最大，因此，对于大理石，当滚刀间距为 78mm时，其对岩石的破碎效果最好。3.2滚刀间距对滚刀所受滚动力的影响滚刀所受平均滚动力是影响破岩比能的基本参数之一。为研究刀间距对滚刀所受滚动力的影响，分析不同刀间距滚刀平均滚动力。在中置为:6mm、滚压线速度为0.4m/s，两把滚刀分别为66mm、 72mm、78mm、84mm、90mm 平间距次理石滚压。滚刀所受滚动力随时间变化曲线如图3所示。由图3可知，滚刀所受滚动力随时间变化呈现振荡趋势，由于滚刀破岩属于一个非线性接触问题，当滚刀滚压岩石时，岩石与滚刀接触区域逐渐受力被压实，滚刀受到的滚动力也随之增大；当滚刀破岩力增大到岩石的屈服极限时，岩石破碎，滚刀受到的滚动力减小。对比图3中相同刀间距条件下第一把和第二把滚刀所受滚动力可以发现，第一把滚刀的峰值滚动力往往大于第二把滚刀的峰值滚动力，这是由于第一把滚刀滚压 :岩石过程属于单刀破岩，滚刀需要承受岩石更大的反作用力，而第二把滚刀跟进破岩的过程属于双刀协同破岩，岩石由于己经受到第一把滚刀的冲击，内部会有密实核和裂纹形成,岩石对第二把滚刀的反作用力相应减小；再 3中刀间距滚刀所受滚动力可以发现，滚刀所受峰值滚动力随刀间距增大而不断增加，这是由于刀间距增加使待破岩石区域变大，破碎岩石的形状也由粉末状向片状、块状发展，在形成较大的块状、片状岩磴时， i则需要更大的滚动力。