TBM滚刀破岩过程及细观机理颗粒流模拟

发布时间：2018-12-13 05:36

【摘要】：采用颗粒流再现了锦屏大理岩脆—延—塑性转化特征,利用获得的细观参数建立TBM滚刀破岩离散元模型,模拟了单个TBM滚刀侵入断续单裂隙岩体过程,分析了裂隙倾角和围压对滚刀破岩效果的影响规律,最后从细观层面探讨了滚刀破岩机理。结果表明:含单裂隙岩体在单刀作用下,总体上表现为压缩性破坏、规则裂纹萌生与扩展、粉核区形成和主裂纹贯通4个阶段;当裂隙水平时翼裂纹萌生于裂隙中部,裂隙倾角较小时翼裂纹萌生于距尖端一定距离处,随着裂隙倾角的增大翼裂纹在裂隙尖端萌生。随着围压的增大,粉核区的范围逐渐变大,在高围压作用下出现侧向裂纹向自由面扩展;裂隙岩体比完整岩石更容易发生破坏,而且不同倾角裂隙岩体破坏难易程度也有所不同,总体上表现为:15°45°60°0°30°90°75°破岩由易到难。有围压条件下破岩难于无围压条件,且困难程度随着围压的提高而增大。
[Abstract]:The characteristics of brittle ductile transformation of Jinping marble are reproduced by particle flow. The discrete element model of TBM hob breaking rock is established by using the obtained meso parameters, and the process of single TBM hob invading intermittent single fractured rock mass is simulated. The influence of crack inclination angle and confining pressure on rock breaking effect of hob is analyzed. Finally, the mechanism of rock breaking with hob is discussed from meso level. The results show that, under the action of single blade, the rock mass with single fissure has four stages: compressional failure, regular crack initiation and propagation, formation of powder core and main crack. When the crack is horizontal, the wing crack originates in the middle of the crack, and the wing crack originates at a certain distance from the tip of the crack when the crack dip angle is small. With the increase of the crack inclination angle, the wing crack originates in the crack tip. With the increase of confining pressure, the range of the powder core area becomes larger, and the lateral crack propagates to the free surface under the high confining pressure. Fracture rock mass is more prone to failure than intact rock mass, and the degree of failure is different with different dip angle fracture rock mass. On the whole, it is easy to break rock from 15 掳45 掳60 掳0 掳0 掳30 掳90 掳75 掳to difficult. It is difficult to break rock without confining pressure under confining pressure, and the degree of difficulty increases with the increase of confining pressure.
【作者单位】： 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2014CB046905)
【分类号】：U455

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2375982