刀具破岩机理的细观数值模拟及刀间距优化研究

摘要：

通过采用RFPA2D软件对全断面岩石掘进机(TBM)盘形滚刀作用下岩石破碎机理进行数值模拟研究.分别模拟了单刀头、双刀头、三刀头作用下的岩体破碎过程,并对多刀头作用时进行了刀间距优化.模拟结果表明,岩石在单刀头作用下的破碎过程大体可以分为粉末体出现、粉核体形成、侧向裂纹产生与扩展、破碎块体出现4个阶段,并体现为以张拉为主、伴随挤压或剪切破坏等复杂破坏形式.在围压作用下,平行于围压方向的裂纹更容易产生与扩展,更有利于刀头侧向裂纹的贯通.多刀头之间有明显的协同作用效应,破碎比能随着刀间距的增加有一个逐渐增加然后减小的过程.数值模拟结果与试验结果吻合较好,可以为岩石掘进机设计、盘形滚刀布置提供参考.

关键词：刀具破岩、裂纹扩展、刀间距优化

所属期刊栏目：29

分类号：TD353(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金项目51079017,50804006;教育部新世纪优秀人才支持计划项目NECT-09-0258;全国优秀博士论文专项基金项目200860

在线出版日期：2012-07-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：84-89