【摘要】：為了解邊緣滾刀的破巖特性,對(duì)其破巖過(guò)程與機(jī)理開(kāi)展了系統(tǒng)研究.建立了某深埋全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)開(kāi)挖隧道三維有限元模型,在掌子面過(guò)渡圓弧周邊設(shè)置邊緣滾刀破巖模型邊界,導(dǎo)出邊界上的圍壓數(shù)值并施加在顆粒流模型邊界上.模型考慮5種圍壓模式,相位角為0°,30°,60°,90°時(shí)的巖石應(yīng)力狀態(tài)分別記為模式1~模式4,無(wú)圍壓狀態(tài)記為模式5.結(jié)果表明:圍壓模式1中巖石雙向應(yīng)力和、雙向應(yīng)力比均最大,破巖比能最低;模式3中,巖石受到滾刀水平向力作用而近似處于雙向等值應(yīng)力狀態(tài),破巖比能最高;從模式1到模式3,有利破巖的豎向應(yīng)力遞減;從模式5到模式3,不利破巖的水平應(yīng)力增加,導(dǎo)致模式3條件下刀具破巖效率最低;有圍壓模式的側(cè)向力系數(shù)和滾刀切入率均高于無(wú)圍壓模式.
[Abstract]:In order to understand the rock-breaking characteristics of edge hob, the rock-breaking process and mechanism were studied systematically. A three-dimensional finite element model of a deep-buried full-face rock tunnel boring machine (TBM) was established. The boundary of the rock-breaking model with edge hob was set around the transition arc of the face, and the confining pressure on the boundary was derived and the particle flow model was applied. On the boundary, the model considers five confining pressure modes. The rock stress states at the phase angles of 0, 30, 60, and 90 degrees are respectively marked as mode 1 to mode 4, and that without confining pressure is marked as mode 5. From mode 1 to mode 3, the vertical stress of favorable rock breaking decreases; from mode 5 to mode 3, the horizontal stress of disadvantageous rock breaking increases, resulting in the lowest rock breaking efficiency under mode 3; the lateral force coefficient and hob penetration rate under confining pressure mode are higher than those without confining pressure mode.
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系;同濟(jì)大學(xué)巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司;山東天工巖土工程設(shè)備有限公司;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41072206) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(0200219209)
【分類號(hào)】：U455.3

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本文編號(hào)：2193066