TBM多滾刀組合破巖特性的數(shù)值模擬及實驗研究.pdf

1、隧道掘進機是我國當(dāng)前急需重點研究的重大技術(shù)裝備，在隧道工程中得到了廣泛應(yīng)用。盤形滾刀作為掘進過程中實現(xiàn)破碎剝離巖體的關(guān)鍵部件，其破巖效率和載荷直接影響了工程施工的進度和成本。通過查閱大量國內(nèi)外文獻，本文在深入分析盤形滾刀與巖體相互作用的基礎(chǔ)上，進一步對盤形滾刀破巖效率的關(guān)鍵影響因素進行了研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)兩種不同的滾刀切削模式推導(dǎo)出巖石破碎體積的計算方法，進而基于破巖比能耗最小原則得到了最優(yōu)刀間距的理論模型，

2、并通過工程實例證明了該理論方法的準(zhǔn)確性和可行性。
　　(2)采用顆粒離散元法建立了滾刀與巖體作用的數(shù)值模型，分析得到不同節(jié)理特征的裂紋演化過程，并對應(yīng)力分布、破碎塊度和破碎效率等方面進行了探討，從細觀角度揭示了滾刀作用下巖體動態(tài)響應(yīng)機制。
　　(3)建立了滾刀組合切削巖體的有限元模型，分析了刀間距、貫入度和切削速度對滾刀切削破碎性能的影響規(guī)律，并采用正交試驗研究了三因素交互作用下對整體切削性能的影響規(guī)律，得到了單因素的影響顯