TBM边缘滚刀破岩机理的数值研究

摘要：

为研究刀刃角和不同被切削材料对全断面硬岩掘进机(TBM)边缘滚刀破岩机理的影响规律,基于二维离散单元法,利用UDEC仿真软件建立了一系列边缘滚刀破岩数值模型,对边缘滚刀作用下被切削体内部裂纹生成、扩展和破碎过程进行数值模拟.仿真结果表明:张拉破坏是滚刀破岩时裂纹生成与扩展的主要原因;对于不同刀刃角的边缘滚刀接近弧面下端的斜裂纹长度要比弧面上端的长;大理岩裂纹扩展能力和破岩效率均随刀刃角的增大先增大后减小,因此对于硬岩刀刃角不宜过小也不宜过大;随着被切削材料强度增大,裂纹扩展越不充分,裂纹扩展能力和破岩效率均降低;与其他材料相比,TBM边缘滚刀对大理岩破坏损伤范围最小,破岩效率最低.最后通过实验和工程数据验证了仿真方法的正确性和可行性.

关键词：TBM、边缘滚刀、破岩机理、裂纹扩展

所属期刊栏目：39

分类号：TD421(矿山机械)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973资助项目2013CB035401;国家高技术研究发展计划863资助项目2012AA041803;国家自然科学基金资助项目51074180

在线出版日期：2014-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：172-178