基于UDEC的隧道掘进机滚刀破岩数值模拟研究
ROCK AND SOIL MECHANICS（2012）
Abstract
现今全断面隧道掘进机(TBM)施工方法在长大深埋隧道工程中已被广泛采用,对滚刀破岩关键技术的进一步认识具有重要的工程价值.为了研究滚刀破岩机制,分析刀圈断面形态、岩石强度和节理角度对其的影响,运用UDEC方法建立了滚刀贯切岩石的二维数值系列模型,对TBM滚刀破岩过程进行了仿真.分析表明:滚刀破岩是滚刀下岩石拉破坏和剪破坏的综合反映,拉破坏是裂纹萌生与扩展的主要驱动机制；刃宽较大的平刀与刃角较大的楔刀破岩效果较好；平刀与楔刀在软岩中破岩效果相近,平刀在硬岩施工中比楔刀的破岩效果好；滚刀对节理角度为30°～60°的岩石破坏效果较好,由于楔刀的“劈裂”作用,楔刀比平刀更适合用于贯切含有节理的岩石.
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Key words
tunnel boring machine, disc cutter, rock breaking mechanism, UDEC method, numerical simulation
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