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盾构切刀作用下岩石动态响应机制的数值模拟研究
  • ISSN号:1000-4548
  • 期刊名称:岩土工程学报
  • 时间:2013.2.2
  • 页码:235-242
  • 分类:TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] U455-31[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中南大学机电工程学院,湖南长沙410083, [2]高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙410083, [3]湘潭大学机械工程学院,湖南湘潭411105
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51074180,51274252);中国博士后科学基金特别资助项目(201003519):湖南省科技重大专项项目(2010FJ1002):湖南省科技支撑计划项目(2010GK3073)
  • 相关项目:盾构刀群与岩土耦合作用机理及应用研究
中文摘要:

为了研究盾构切刀作用下岩石的动态响应机制,从岩土细观角度出发,采用颗粒离散元法建立了岩石与切刀的二维数值模型,并对切刀破岩过程的影响因素进行分析。研究表明:切刀切削岩石的过程,是由数个小剪切和一个大剪切所组成的、不断循环的过程,它造成了切削力随着切削行程的不断波动;刀具尖端的破坏作用最为明显;切削力和裂纹数随着切削行程不断增大,裂纹的生成和扩展需要更大的切削力:从切削性能来看,正前角时岩屑更容易排出,切削效率更高;对切削力和裂纹数进行统计分析发现,切深比切削速度对破岩的影响更为显著。

英文摘要:

In order to study the dynamic response mechanism of the rock fragmentation and its influential factors, fi'om meso-level structure of rock, a numerical model for the rock and shield machine cutters is proposed based on the particle flow code (PFC2D). The results show that the rock fragmentation process is composed of the cycle of various-small shearings and one large shearing, which causes the cutting force to fluctuate continuously. As the cutter distance increases, the cutting force and rock cracks increase. It shows that the formation of the cracks needs greater forces. From the cutting performance aspect, the positive rake angle of the cutter produces higher cutting efficiency than the negative one. The cutting forces and crack numbers data are statistically analyzed, and the results show that the effect of the cutting depth is greater than the cutting speed.

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期刊论文 27 会议论文 2 获奖 2 专利 9
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期刊信息
  • 《岩土工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国水利学会 中国土木工程学会 中国力学学会 中国建筑学会 中国水力发电工程学会 中国振动工程学会
  • 主编:蔡正银
  • 地址:南京虎踞关34号
  • 邮编:210024
  • 邮箱:ge@nhri.cn
  • 电话:025-85829553 85829534
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4548
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1124/TU
  • 邮发代号:28-62
  • 获奖情况:
  • 中国科协二等奖,江苏省首届优秀期刊奖,连续三次被评为核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:54826