盾構刀具破巖特性的數值模擬及實驗研究.pdf

1、盾構在地下推進過程中會遇到各種不同地層，如淤泥、粘土、砂層、軟巖及硬巖等，主要通過切刀、滾刀等切削類刀具破碎剝離巖土，刀具直接承受切削產生的突變載荷與沖擊，其破巖狀況直接關系到盾構機的掘進效率和可靠性，研究掘進過程中刀具與巖土作用的動態(tài)機制以及應力場的變化規(guī)律，對于建立完善的刀具受力預測模型、指導刀具設計和提高掘進機效率意義重大?；谏鲜霰尘?，本文在查閱大量國內外文獻的基礎上，從巖土細觀角度出發(fā)，通過離散元顆粒流模擬與實驗研究相結合的方

2、法，對刀具作用下巖土的破碎特性進行了深入的研究，為解決刀具破巖機制問題開拓出了一條新的思路。
　　 本研究成果和主要內容如下：⑴根據巖土顆粒物質力學基本理論，采用顆粒離散元生成了巖土模擬試樣，并對試樣進行了雙軸壓縮和巴西劈裂數值模擬試驗，對顆粒細觀參數與材料宏觀參數進行了匹配。⑵在對實際工況提出合理簡化的基礎上，采用顆粒離散元法建立了刀具與巖體作用的數值模型，對刀具的結構參數、工作參數和切削方式等對切削的影響進行了統(tǒng)計分析，對切