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2种切削顺序下TBM刀具破岩机理的数值研究
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:中南大学学报(自然科学版)
  • 时间:2012.3.3
  • 页码:940-946
  • 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]中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室,湖南长沙410083
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51074180);国家重点基础研究发展计划(“973”计划)资助项目(2007CB714002)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资助项目(2010FJl002);湖南省科技支撑计划资助项目(2010GK3073);中南大学研究生学位论文创新基金资助(2010ssxtl70)
  • 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:

为研究切削顺序对全断面岩石掘进机(TBM)Z1具破岩机理的影响,基于二维离散单元法,利用离散元仿真软件建立无围压条件下2把TBM刀具同时、顺次切削节理不发育岩石的仿真模型。在此基础上设计l组数值试验,模拟TBM刀具在不同刀间距下分别以这2种方式切割岩石时,岩石裂纹生成、扩展和岩石破碎块形成的全过程。最后,利用滚刀回转实验台对顺次加载方式下岩石的破碎模式进行验证。研究结果表明:切削顺序决定了岩石的破碎模式,但并不影响最优刀间距;当刀间距大于80mm时,顺次加载方式的破岩效率不再高于同时加载方式下的破岩效率;在2种加载方式下,岩石应力场的分布基本对称;破碎块的形成与侧向裂纹的交汇密切相关。

英文摘要:

In order to research the effect of cutting orders on breaking mechanism of tunnel boring machine (TBM) cutter, based on the two-dimensional discrete element method, simulation models of breaking rock without joints by two TBM cutters in simultaneous and sequential orders under confining pressure-free were established using discrete element simulation software. A series of numerical experiments were designed and the whole process of production and propagation of crack and rock breaking were simulated in the conditions. Finally, an experiment was carried out on the rotatory cutting machine. The simulation results show that the cutter order determines the breaking mode, but the optimum cutter spacing is not affected. When the cutter spacing is larger than 80 ram, the efficiency of breaking rock in the sequential order is no longer higher than that in the simultaneous order. The distribution of the principal stress contour is almost symmetrical in two cutting orders. The formation of rock chip is directly bound up with the lateral cracks under the cutters propagation to each other and coalesce.

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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
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 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,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,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)
  • 被引量:20874