全断面硬岩隧道掘进机（Tunnel Boring Machine,简称TBM）,是一种隧道施工专用的大型设备。TBM刀盘作为TBM的核心部件,具有开挖岩石、稳定掌子面的作用。TBM在工作过程中,由于岩层地质的复杂性、操作状态的多变性及岩石破碎的随机性,致使TBM刀盘经受着各种复杂随机载荷。在这些随机载荷的反复作用下,刀盘就会产生疲劳失效,严重影响了 TBM的工作效率和使用寿命。为了保证TBM工作效率及工程进度,分析预估TBM刀盘的疲劳寿命就尤为重要。本文围绕TBM刀盘疲劳寿命展开研究,综合分析了刀盘疲劳机理和破坏过程、刀盘载荷类型及工作状况,进一步明确进行刀盘疲劳分析的基本方法及关键步骤,并确定了各关键步骤的实现途径,最后对TBM刀盘疲劳寿命进行了预估。论文的主要研究内容包括:（1）破岩系统模型的组建。依据刀盘设计图纸及选取的实际地层,运用SolidWorks构建了简化的刀盘三维模型和岩石模型,并组建了破岩系统模型。（2）TBM刀盘原始载荷时间历程的获取。利用动力学仿真软件ADAMS模拟了刀盘系统在不同工况下的破岩过程。通过提取刀盘上所有滚刀的载荷时间历程得到TBM刀盘的原始载荷时间历程。（3）TBM刀盘载荷谱的编制。对TBM刀盘原始载荷时间历程进行统计分析,运用MATLAB编程的方法对原始载荷数据进行压缩处理、雨流计数,得到可以用于实际加载的载荷谱。并借助两参数威布尔分布的概率密度函数对统计分析后的载荷数据进行外推,编制了较为全面的TBM刀盘八级载荷谱。（4）TBM刀盘危险位置的确定。由于刀盘的疲劳破坏一般都出现在局部应力最大位置处,于是本文选用ANSYS Workbench,通过在刀盘上所有滚刀座的承载面上施加载荷来得到刀盘结构的应力分布,从而获得刀盘的危险位置。为后期刀盘疲劳分析做准备。（5）TBM刀盘疲劳寿命的计算。通过修正材料的S-N曲线来得到刀盘构件的S-N曲线,结合刀盘载荷谱及Miner线性累积损伤模型对TBM刀盘疲劳寿命进行了预估。结果表明,TBM刀盘的右侧法兰焊接处可能率先发生疲劳破坏,是比较危险的区域。预测结果与实际相符。刀盘疲劳寿命预估也为刀盘防护及结构设计提供指导。