岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (9): 2732-2743.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1593
周建1, 2,尚肖楠1, 2,刘福深1, 2, 3,沈君逸1, 2,廖星川1, 2
ZHOU Jian1, 2, SHANG Xiao-nan1, 2, LIU Fu-shen1, 2, 3, SHEN Jun-yi1, 2, LIAO Xing-chuan1, 2
摘要: 近场动力学方法是一种非局部无网格数值方法,在模拟固体的动力损伤断裂方面具有优势,首次提出采用近场动力学方法模拟隧道掘进机(tunnel boring mechine,简称TBM)滚刀三维贯入破岩,并模拟了7组试验来验证。通过模拟压头贯入试验,展示了近场动力学方法模拟刀具贯入破岩的可行性。同时,提出了非线性短程力接触模型,证明了该接触模型可以较好地反映TBM滚刀法向力随贯入深度的变化趋势,还能够反映滚刀在贯入过程中与岩石接触面积的变化情况。利用所提非线性短程力接触模型模拟了5组不同围压作用下的TBM滚刀三维贯入试验,并与试验结果比对。模拟结果表明,提出的接触模型能够计算滚刀峰值力随不同围压的变化,并且可以得到合理的岩石表面破坏形式。近场动力学方法使用简便,仅需要两个标定参数便可以模拟TBM滚刀三维贯入破岩,具有实际工程应用前景。
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