全断面隧道掘进机锥面刀盘滚刀破岩机制研究

摘要：

为揭示全断面隧道掘进机(TBM)锥面刀盘的滚刀破岩机制,明确滚刀安装排布对岩石破碎效果的影响规律,在对锥面刀盘多台阶悬切破岩模式分析的基础上,基于颗粒离散元方法构建锥面刀盘滚刀破岩数值模型并进行试验验证,开展锥面刀盘"平-锥"过渡区域滚刀破岩过程的数值模拟研究.研究结果表明:锥面刀盘锥区滚刀的破岩本质为临空面辅助破岩,破岩效果受到盘面锥角、滚刀间距、滚刀安装倾角的共同影响;为提高锥面刀盘破岩效率,可适当增大盘面锥角、减小锥区滚刀间距、增大滚刀安装倾角使锥区"斜刀正装";对于抗压强度为180 MPa的极硬花岗岩,为确保高效破岩,建议盘面锥角为25°,锥区滚刀间距不大于70 mm,滚刀安装倾角与盘面锥角接近.

关键词：全断面隧道掘进机、锥面刀盘、滚刀、破岩机制、颗粒簇离散元

所属期刊栏目：60

分类号：U455.3+1(隧道工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;陕西省自然科学基金面上项目;陕西省高校科协青年人才托举计划项目;长安大学中央高校基本科研业务费高新培育项目

在线出版日期：2023-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：73-83