盾構(gòu)刀具破碎巖石過程數(shù)值模擬及力學(xué)行為研究.pdf

1、以不同形狀的壓頭（柱形體、半球體、楔形體、截錐體壓頭）靜力侵入紅砂巖、石灰?guī)r、花崗巖的基本現(xiàn)象為背景通過數(shù)值模擬來更深入地研究壓頭形態(tài)、巖石強度對壓頭靜力侵壓試驗的影響。本文運用有限差分法軟件FLAC3D采用Fish語言編寫程序模擬紅砂巖在柱形體、楔形體和截錐體作用下的破壞過程，研究紅砂巖內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù)變化規(guī)律，并與實驗室試驗結(jié)果進行對比，表明模擬結(jié)果與物理實驗結(jié)果吻合。由于有限差分方法只能夠模擬巖石單元的非線性變形，對巖石在變形

2、中裂紋的發(fā)展進程效果并不理想。為發(fā)揮數(shù)值方法的優(yōu)勢互補作用，本文運用離散元軟件PFC2D對紅砂巖、石灰?guī)r及花崗巖實驗室單軸壓縮試驗進行模擬，并對虛擬模型進行校核。在此基礎(chǔ)上，分別對柱形體、楔形體、截錐體及半球體壓頭侵入紅砂巖、石灰?guī)r及花崗巖過程進行模擬，并分析各種壓頭侵入紅砂巖、石灰?guī)r、花崗巖起裂、躍進、破壞時刻的荷載、侵深、軸向應(yīng)力、裂紋數(shù)、摩擦能等參數(shù)。以柱形體侵入紅砂巖為例研究了壓頭侵入巖石過程中侵入荷載與軸向應(yīng)力、應(yīng)變能、裂紋數(shù)