延脆性变化对隧道掘进机刀具破岩过程及其破坏模式影响的颗粒元模拟分析

发布时间：2017-08-16 19:36

  本文关键词：延脆性变化对隧道掘进机刀具破岩过程及其破坏模式影响的颗粒元模拟分析

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【摘要】：在全断面岩石掘进机(TBM)刀具破岩的颗粒元模拟中颗粒参数的选取至关重要,其中颗粒间平行黏结切向、法向强度是关键控制性参数之一,它们之间的比值关系直接决定所模拟试样的延脆性质,影响刀具破岩过程及其破岩效果。为探讨延脆性对刀具破岩模式的影响,(1)建立9种采用不同平行黏结强度比值的数值模型,分别进行单轴压缩及巴西劈裂模拟研究不同延脆性试样的力学行为及破坏模式的变化。(2)对9种模型进行双刀破岩,并监控其裂缝的发展情况及刀具的受力状况。(3)为减小随机性对模拟结果的影响,通过改变随机数,每种模型重复模拟5次,综合分析5次的计算结果。模拟分析发现,随着切向和法向黏结强度比值(τ_c/σ_c)的增大,试样的脆性增加,破坏模式逐渐从剪切破坏转变为脆性张拉破坏,刀具破岩压碎区范围减小,张拉裂缝更容易在刀具间贯通延伸从而切割出块体更大的岩渣;随着试样脆性的增加,归一化比能减小,刀具破岩的效率增加;平行黏结强度比值相同的条件下采用不同随机数种子生成的模型中,试样的具体破坏情况有一定的差别,但总体破坏模式相似。
【作者单位】： 武汉大学土木建筑工程学院;武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室;
【关键词】： 隧道掘进机(TBM) 颗粒元 刀具破岩 延脆性 黏结强度
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)(No.2015CB058102,No.2014CB046904) 中央高校基本科研业务费专项资金(2016-2018年)~~
【分类号】：U455.4
【正文快照】： 1引言在采用全断面岩石掘进机(tunnel boringmachine,简称TBM)进行隧道掘进过程中刀具的受力、磨损及对不同地层的适应性是需要重点研究的内容,直接关系到刀具的破岩效率和刀具的耐久性。Evans和Nishimatsu等以不同的破碎模式的假定,推导了不同的刀盘受力的预测公式[1?2],但预

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本文编号：685173