全断面隧道掘进机滚刀破岩机理的细观研究  

作　　者：陈小红 黄雨枫 倪志华 郑加星 耿麒 

机构地区：[1]中国水利水电第三工程局有限公司,陕西西安710024 [2]长安大学工程机械学院,陕西西安710064 [3]新疆水发建设集团有限公司,新疆乌鲁木齐830000

出　　处：《南方农机》2024年第21期24-29,共6页

基　　金：中国水利水电第三工程局科研项目(YFHT2021088)。

摘　　要：【目的】现有全断面隧道掘进机滚刀破岩数值模拟研究通常集中于宏观层面,关注载荷、岩碴和比能等观测指标,因此,加强对TBM滚刀破岩机理的细观研究具有重要意义。【方法】针对新疆引额供水二期输水工程喀双段遇到的花岗岩,使用颗粒离散元方法,构建平刃滚刀竖向侵入硬岩二维仿真模型,研究了刀下压密区及其附近岩石中的颗粒接触对数与链环分布规律,探讨了链环分布和维数变化与岩石裂纹发展之间的关系。【结果】1)接触链环的维数变化直接影响着刀下压密区细观结构,进而影响着滚刀破岩效果;2)当接触链环维数从低到高变化时,刀下压密区承载能力下降;3)高维接触链环空隙面积增大引起了压密区扩容;4)接触链环维数从低到高的变化是裂纹萌生的内在原因。【结论】本研究揭示了TBM滚刀破岩过程中岩石破碎的细观机理,可为TBM滚刀设计与掘进参数优化提供理论支撑。

关 键 词：TBM 滚刀破岩 颗粒簇 细观机理 链环 

分 类 号：U455.3[建筑科学—桥梁与隧道工程]