›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (3): 883-892.doi: 10.16285/j.rsm.2016.03.034
谭 青1, 3,易念恩1, 2,夏毅敏1, 2,朱 逸4,张旭辉1, 2,林赉贶1, 2
TAN Qing1, 3, YI Nian-en1, 2, XIA Yi-min1, 2, ZHU Yi4, ZHANG Xu-hui1, 2, LING Nai-kuang1, 2
摘要: 基于剪切与张拉破岩机制,提出拉剪综合失效机制假设;建立了非协同切削与协同切削体积模型,推导了协同切削模式的滚刀比能耗理论模型;通过离散元仿真得到滚刀侵入岩石裂纹长度与贯入度的映射关系;推导出滚刀最优刀间距理论公式;以全断面岩石掘进机(TBM)回转切削试验台为基础,水泥模拟料为切削对象,通过多次压痕试验得到滚刀贯入度和岩石裂纹长度的趋势曲线,验证了仿真结果;通过滚刀滚动破岩进行了12组不同贯入度与刀间距的物理切削试验,统计滚刀做功与岩石破碎体积,拟合得到比能耗关系曲线,验证了最优刀间距理论公式的结论。研究表明:TBM滚刀最优刀间距计算公式综合考虑了岩石特性与滚刀结构特性,适应性较广泛;刀间距超过滚刀协同工作距离时,滚刀破岩以剪切破碎为主;刀间距小于2倍岩石裂纹长度时,张拉破碎的影响更加明显;随着贯入度的增加,最优刀间距逐渐增大,而最优滚刀间距S与贯入度P之比(S/P)值则逐渐减小。
中图分类号:
TU 45
[1] | 薛亚东, 周杰, 赵丰, 李兴. 基于MatDEM的TBM滚刀破岩机理研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 337-346. |
[2] | 潘锐, 程桦, 王雷, 王凤云, 蔡毅, 曹广勇, 张朋, 张皓杰, . 巷道浅层破碎围岩锚注加固承载特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1887-1898. |
[3] | 史林肯, 周辉, 宋明, 卢景景, 张传庆, 路新景, . 深部复合地层TBM开挖扰动模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1933-1943. |
[4] | 艾迪昊, 李成武, 赵越超, 李光耀, . 煤体静载破坏微震、电磁辐射及裂纹扩展特征研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2043-2051. |
[5] | 吴鑫林, 张晓平, 刘泉声, 李伟伟, 黄继敏. TBM岩体可掘性预测及其分级研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1721-1729. |
[6] | 张国凯, 李海波, 王明洋, 李晓锋, . 基于声学测试和摄像技术的单裂隙岩石 裂纹扩展特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 63-72. |
[7] | 张传庆, 刘振江, 张春生, 周辉, 高阳, 侯靖, . 隐晶质玄武岩破裂演化及破坏特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2487-2496. |
[8] | 温森, 周书宇, 盛桂琳, . 复合岩层中滚刀旋转切割破岩效率试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2628-2636. |
[9] | 王海军, 郁舒阳, 任然, 汤雷, 李欣昀, 贾宇, . 基于3D-ILC含内裂纹孔口脆性固体断裂特性试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2200-2212. |
[10] | 杨石扣, 张继勋, 任旭华, . 基于改进数值流形法的接触裂纹问题研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 2016-2021. |
[11] | 张 波, 李 垚, 杨学英, 朱飘扬, 朱春帝, 刘子豪, 刘文杰, 罗志恒, . 一种用于水压致裂试验的水压供给装置研制及应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 2022-2028. |
[12] | 丛 怡, 丛 宇, 张黎明, 贾乐鑫, 王在泉, . 大理岩加、卸荷破坏过程的三维颗粒流模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1179-1186. |
[13] | 李铮, 郭德平, 周小平, 王允腾, . 模拟岩石中裂纹扩展连接的近场动力学方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4711-4721. |
[14] | 张珂, 王海军, 任然, 汤雷, 郁舒阳, 刘鑫娜, 顾浩, . 基于3D-ILC球体45º三维双内裂纹复合断裂研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4731-4739. |
[15] | 刘鹤, 刘泉声, 唐旭海, 罗慈友, 万文恺, 陈磊, 潘玉丛, . TBM护盾−围岩相互作用荷载识别方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4946-4954. |
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