节理倾角对岩石隧道掘进机破岩特性影响的数值研究

发布时间：2017-08-31 17:37

  本文关键词：节理倾角对岩石隧道掘进机破岩特性影响的数值研究

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【摘要】：为研究节理特征对岩石隧道掘进机(TBM)盘形滚刀破岩特性的影响,采用颗粒离散元法(PFC)建立了不同节理倾角下双滚刀破岩模型并进行数值仿真,研究不同节理倾角对应的岩石破碎模式、裂纹数目和破岩比能。结果表明:(1)倾斜节理的存在改变了裂纹扩展规律,裂纹呈现不对称性扩展模式。节理的存在改变了裂纹的延伸方向,限制主裂纹向下扩展。节理倾角越大,对主裂纹的萌生与扩展起到的阻碍作用越明显。节理倾角较小时,裂纹沿节理倾向延伸,有利于双滚刀间裂隙的贯通,有利于岩石碎屑的剥落;(2)节理倾角对剪切裂纹的影响较小,主要影响拉裂纹数目。总裂纹数随节理倾角的增大先增大后减小,当节理倾角为30°时达到最大。从滚刀破岩效率来看,节理岩体存在一个最优节理倾角。当节理倾角在30°附近时,破岩比能最小,破岩效率最高。基于颗粒离散元法PFC2D可以较好地模拟节理岩体双滚刀破岩过程,弥补室内试验无法进行细观特性研究的缺陷。
【作者单位】： 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;
【关键词】： TBM滚刀 节理倾角 破碎模式 破岩比能 裂纹数目
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2014CB046904) 国家自然科学基金重点资助项目(41130742)
【分类号】：U455.3
【正文快照】： 武汉430071)随着我国西部大开发战略的逐步实施,国家加快了对高速公路网和铁路专线等交通基础设施的建设,并且随着社会能源需求的增加,国家也加大了深部煤矿的开采。从工程施工效率、造价综合控制及施工安全保障等方面考虑,全断面隧道掘进机(TBM)将成为未来我国基础设施和深部

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本文编号：766971