近年来,世界经济的蓬勃发展推动了城市化进程,面对城市化带来的交通拥堵问题,创造地下空间已成为城市化建设中的重要举措。盾构掘进机是地下工程中最先进最有效的专用大型工程机械,具有快速、高效、安全性高、施工质量好等优点,因而在国内外得到广泛应用。盘形滚刀(Disc cutter)作为盾构掘进机的关键部件,其挖掘性能直接影响到隧道掘进施工的效率和成本。目前,对于盘形滚刀破岩的研究,己取得了大量的成果,但大多基于滚刀滚压破岩的相关研究,而滚刀冲击滚压破岩的研究还处于探索阶段。因此,本文针对硬质地况,对滚刀冲击滚压破岩机理及其破岩影响因素展开研究,对提高刀具破岩性能及盾构掘进效率具有重要的指导意义。本文的研究内容如下：首先,介绍盘形滚刀的分类及刀具的结构形式,研究岩石的破坏机理,分析滚刀冲击滚压破岩过程,提出冲击滚压破岩的受力分析思路。根据冲击滚压破碎的特点,基于量纲分析理论建立考虑较全因素的数学计算模型,揭示出岩土参数、滚刀参数、掘进参数这三类物理参数的关系。然后,借助显示动力学分析软件LS-DYNA分别建立盘形滚刀冲击滚压岩石和纯滚压岩石的有限元模型,得到两种破岩模式下岩石的破碎特征和刀具的载荷特性,对两种破岩模式下的破岩效果进行比较。研究结果表明：滚刀冲击滚压破岩比滚压破岩效果显著；同时,实验研究盘形滚刀滚压破岩,宏观分析岩石的破碎特征,并验证有限元模拟仿真分析的正确性和可行性。最后,对盘形滚刀冲击滚压破岩的影响因素深入研究。通过改变有限元模型中滚刀冲击滚压破岩的切削参数,分析切削速度、贯入度(切深)、冲击量和冲击频率单因素作用下对滚刀冲击滚压破岩过程中破岩力的影响规律。采用正交试验设计方法,综合分析上述四种切削参数交互作用下对刀具切削性能的影响程度,得出最佳参数组合。