兰州地铁下穿黄河砂卵石地层中盾构刀具破岩的数值计算  被引量:9

Numerical calculation of shield cutter in sandy pebble stratum of Yellow River for Lanzhou Subway

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作  者:杨成[1] 赖远明[1,2] 王旭 高建强[2] 魏周斌 YANG Cheng;LAI Yuanming;WANG Xu;GAO Jianqiang;WEI Zhoubin(School of Civil Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China;Northwest Institute of Eco-Environmental Resources,Chinese Academy of Science,Lanzhou 730000,China;Lanzhou City Rail Traffic Co.,Ltd,Lanzhou 730015,China)

机构地区:[1]兰州交通大学土木工程学院,兰州730070 [2]中国科学院西北生态环境资源研究院,兰州730000 [3]兰州市轨道交通有限公司,兰州730015

出  处:《振动与冲击》2018年第8期28-33,共6页Journal of Vibration and Shock

基  金:国家自然基金(41662017;41562014);长江学者和创新团队发展计划(IRT1139)

摘  要:针对兰州地铁首次盾构下穿黄河砂卵石地层,选用线弹性模型和扩展的线性Drucker-Prager塑性模型模拟卵石材料的本构关系,建立盾构刀具在砂卵石地层的破岩的数值计算模型,分析了刮刀切削速度为0.6 m/s、0.8 m/s、1.0 m/s、1.2 m/s;切削深度为6 mm、9 mm、12 mm、15 mm、18 mm;切刀间距为12 cm、16 cm、20 cm、24 cm;刀具前角为10°、15°、20°、25°的几种不同情况下对黄河砂卵石地层的破岩效果。根据计算结果得到刮刀前角为20°时卵石的等效应力发生突增提供破岩应力,破岩效果最好;另外还分析了滚刀间距分别为8 cm、12 cm、16 cm、20 cm、25 cm、30 cm、36 cm时的破岩效果,在滚刀间距取12~16 cm之间时破岩效果最佳。Aiming at the Yellowstone sand-pebble formation under the first shield of Lanzhou Subway,this paper selected a linear elastic model and extended the linear Drucker-Prager plasticity model to simulate the constitutive relationship of pebble material and established the numerical calculation model of shield rock breaking in rock-pebble formation.The rock breaking effect on the Yellow River pebble stratum in several different situations was analyzed when Blade cutting speed was 0.6 m/s,0.8 m/s,1.0 m/s,1.2 m/s;cutting depth was 6 mm,9 mm,12 mm,15 mm,18 mm;cutter spacing was 12 cm,16 cm,20 cm,24 cm;The rake angle was 10°,15°,20°,25°.According to the calculation results,when the blade rake angle is 20°,the pebble equivalent stress suddenly increases to provide rock breaking stress,and the rock breaking effect is the best.In addition,the rock breaking effect was analyzed when the hob pitch is 8 cm,12 cm,16 cm,20 cm,25 cm,30 cm and 36 cm respectively.The rock breaking effect was the best when the hob pitch was between 12 cm and 16 cm.

关 键 词:盾构 刀盘 刮刀 滚刀 砂卵石 

分 类 号:TU354[建筑科学—结构工程] U239.5[交通运输工程—道路与铁道工程]

 

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