疲劳载荷谱的研究是进行疲劳强度计算和室内模拟加载实验的前提和依据。国内外关于疲劳载荷谱的研究已有很多,但大都集中在航空、机械、桥梁领域,对全断面岩石掘进机盘形滚刀载荷谱的研究甚少。盘形滚刀是掘进机的主要破岩工具,容易磨损需要经常进行更换,因此有必要对其寿命进行研究,减少刀具的更换周期延长其使用寿命。为了研究硬岩掘进机各部件以及整机的疲劳寿命,应编制一个具有广泛使用价值的盘形滚刀的疲劳寿命载荷谱。考虑到实际工作情形,掘进过程中盘形滚刀的工作载荷谱难以测量,因此本文的任务是通过分析滚刀的工作状况,编制全断面岩石掘进机盘形滚刀的载荷谱。本文具体的研究内容如下：(1)结合全断面岩石掘进机的工作原理和盘形滚刀的特点,对盘形滚刀的破岩机理以及受力分析进行了研究,并推导出盘形滚刀一次破岩的受力预测方程；(2)针对在单一岩层、两岩层混合、三岩层混合条件下,盘形滚刀工作状况和受载情况的不同,对各工况下刀盘任意位置上的盘形滚刀载荷值计算方法进行分析,并通过编程完成了盘形滚刀载荷值的程序实现；(3)以广州轨道交通四号线大学城专线的一块硬岩段为典型实例,对盘形滚刀的具体工况作详细的分析,并就此分别在单一岩层和混合岩层条件下对刀盘特定位置上的滚刀上一点进行受力分析,通过理论推导和VB编程得到了盘形滚刀上的一点分别在单一岩层和混合岩层中对应的载荷—时间历程；(4)对各工况的载荷—时间历程分别进行了压缩处理,并通过峰值计数法进行统计计数处理,然后绘制各工况的累积频次曲线,进而对其进行工况累积频次曲线的合成和扩展,最终得到盘形滚刀八级阶梯载荷谱和能够用于加载试验的程序载荷谱。本课题是硬岩掘进机盘形滚刀寿命预测的一部分,本课题的结论与方法可以为硬岩掘进机盘形滚刀的室内模拟实验提供有益的参考。