10.13225/j.cnki.jccs.2014.3038
节理倾角对岩石隧道掘进机破岩特性影响的数值研究
为研究节理特征对岩石隧道掘进机(TBM)盘形滚刀破岩特性的影响,采用颗粒离散元法(PFC)建立了不同节理倾角下双滚刀破岩模型并进行数值仿真,研究不同节理倾角对应的岩石破碎模式、裂纹数目和破岩比能.结果表明:(1)倾斜节理的存在改变了裂纹扩展规律,裂纹呈现不对称性扩展模式.节理的存在改变了裂纹的延伸方向,限制主裂纹向下扩展.节理倾角越大,对主裂纹的萌生与扩展起到的阻碍作用越明显.节理倾角较小时,裂纹沿节理倾向延伸,有利于双滚刀间裂隙的贯通,有利于岩石碎屑的剥落;(2)节理倾角对剪切裂纹的影响较小,主要影响拉裂纹数目.总裂纹数随节理倾角的增大先增大后减小,当节理倾角为30°时达到最大.从滚刀破岩效率来看,节理岩体存在一个最优节理倾角.当节理倾角在30°附近时,破岩比能最小,破岩效率最高.基于颗粒离散元法PFC2D可以较好地模拟节理岩体双滚刀破岩过程,弥补室内试验无法进行细观特性研究的缺陷.
TBM滚刀、节理倾角、破碎模式、破岩比能、裂纹数目
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U455.3(隧道工程)
国家重点基础研究发展计划973资助项目2014CB046904;国家自然科学基金重点资助项目41130742
2016-02-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
1257-1262
