盤形滾刀沖擊滾壓破巖分析及破巖力影響因素的研究.pdf

1、近年來，世界經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展推動了城市化進(jìn)程，面對城市化帶來的交通擁堵問題，創(chuàng)造地下空間已成為城市化建設(shè)中的重要舉措。盾構(gòu)掘進(jìn)機是地下工程中最先進(jìn)最有效的專用大型工程機械，具有快速、高效、安全性高、施工質(zhì)量好等優(yōu)點，因而在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。
　　盤形滾刀(Disc cutter)作為盾構(gòu)掘進(jìn)機的關(guān)鍵部件，其挖掘性能直接影響到隧道掘進(jìn)施工的效率和成本。目前，對于盤形滾刀破巖的研究，已取得了大量的成果，但大多基于滾刀滾壓破巖的相關(guān)研究

2、，而滾刀沖擊滾壓破巖的研究還處于探索階段。因此，本文針對硬質(zhì)地況，對滾刀沖擊滾壓破巖機理及其破巖影響因素展開研究，對提高刀具破巖性能及盾構(gòu)掘進(jìn)效率具有重要的指導(dǎo)意義。本文的研究內(nèi)容如下:
　　首先，介紹盤形滾刀的分類及刀具的結(jié)構(gòu)形式，研究巖石的破壞機理，分析滾刀沖擊滾壓破巖過程，提出沖擊滾壓破巖的受力分析思路。根據(jù)沖擊滾壓破碎的特點，基于量綱分析理論建立考慮較全因素的數(shù)學(xué)計算模型，揭示出巖土參數(shù)、滾刀參數(shù)、掘進(jìn)參數(shù)這三類物理參數(shù)的

3、關(guān)系。
　　然后，借助顯示動力學(xué)分析軟件LS-DYNA分別建立盤形滾刀沖擊滾壓巖石和純滾壓巖石的有限元模型，得到兩種破巖模式下巖石的破碎特征和刀具的載荷特性，對兩種破巖模式下的破巖效果進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明:滾刀沖擊滾壓破巖比滾壓破巖效果顯著;同時，實驗研究盤形滾刀滾壓破巖，宏觀分析巖石的破碎特征，并驗證有限元模擬仿真分析的正確性和可行性。
　　最后，對盤形滾刀沖擊滾壓破巖的影響因素深入研究。通過改變有限元模型中滾刀沖擊滾壓