基于临空面的新型TBM滚刀破岩方法研究
针对当前TBM滚刀破岩载荷过大、破岩效率低等工程问题,提出了一种临空面下的滚刀新型破岩方法,采用中南大学盘形滚刀线性切割试验台开展临空面下滚刀破岩实验,并结合颗粒离散元模拟方法,研究临空面下滚刀破岩动态过程.研究结果表明:不同临空距离下的滚刀受力以及滚刀破岩能耗随时间增长的曲线重合度几乎一致.但随临空距离增加,滚刀峰值载荷以及峰值能耗增加且增加速度逐渐变小,另外破岩比能耗随临空距离增加而减小且减小速度逐渐放缓;当临空面距离小于80mm时,裂纹能延伸到临空面,滚刀能有效利用临空面破岩,且裂纹偏转角不随临空面距离增加而改变,数值模拟和实验分析结果一致;临空面下随滚刀贯入岩石,先产生剪切裂纹后产生张拉宏观长裂纹,是一个挤压剪切以及张拉破坏的综合过程;对比临空面和常规滚刀破岩发现,两种破岩方式下裂纹扩展存在差异,临空面下破岩载荷要小而破岩量更多,破岩效率更高,文中所提的临空面下新型滚刀破岩方法可以应用于摇臂式以及多级刀盘式TBM.
隧道工程 掘进施工 破岩技术 临空距离 能耗分析
张旭辉 夏毅敏 谭青 林赉贶 郭犇
高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙 410083;中南大学机电工程学院,湖南 长沙 410083
国内会议
长春
中文
377-385
2016-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）