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：TBM 设计和使用的关键理论是其刀盘上的滚刀与岩石的相互作用理论。滚刀与岩石的相互作用理论不仅是岩石掘进机研制的基础理论，也是对岩石掘进机施工工程掘进参数贯入度等预测的基础理论。研究TBM 滚刀的破岩规律，尤其是滚刀作用下岩石裂纹扩展机理、滚刀与岩石的相互作用数值模型，对于合理的刀具选择与刀盘布置，建立完善的掘进机性能预测模型具有重要的科学价值与战略意义。本文利用有限元法建立单把滚刀破岩模型对滚刀破岩过程进行了模拟。建立了全断面多滚刀破岩几何模型，模拟了多把滚刀共同作用下的破岩过程，并进行了应力分析。同时，采用高阶广义有限元法对岩石破碎过程中的单条裂纹扩展进行了仿真模拟，模拟了对称荷载和偏荷载作用的下裂纹扩展，生成的裂纹的走向与实验相符。