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现代隧道技术 2015, Vol. 52 Issue (5) :184-191    DOI:
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盾构切刀切削软岩特性研究
(1中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙 410083; 2中南大学机电工程学院,长沙 410083; 3湘潭大学机械工程学院,湘潭 411105)
Cutting Performance of Shield Cutters in Soft Rock
(1 State Key Laboratory of High Performance Complex Manufacturing, Central South University, Changsha 410083; 2 College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha Hunan 410083; 3 School of Mechanical Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105)
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摘要 文章在对盾构切刀切削软岩动态过程进行合理简化的基础上,从软岩细观角度出发,采用颗粒离散元法建立了切刀切削软岩的二维数值模型,对切刀切削动态过程进行了分析,并研究了切刀前角、切深以及节理对切刀切削特性的影响。研究结果表明:切刀切削软岩是一个先挤压后张拉的过程,切刀着力点随切削行程的改变由刀尖逐渐向刀前刃上方转移,然后再回到刀尖,与切削力变化规律一致;破碎块随切刀前角和切深的增加呈增大趋势;比能耗随切刀前角和切深的增加呈减小趋势;节理倾角不同切刀破岩呈不同破坏方式,节理倾角小于90°时,更容易形成破碎块,破岩效率较高;节理倾角大于或等于90°时,不能很好利用节理促使破碎块的形成,破岩效率较低。通过试验验证了破碎块以及切刀受力过程与数值模拟具有较好的一致性。
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关键词:   
Abstract: Based on the rational simplification of the cutting process of shield cutters in soft rock, this paper establishes a 2D numerical model using the particle discrete element method; analyzes a dynamic cutting process; and studies the influence of the rake angle, cutting depth and rock joint on the rock-breaking performance of shield cutters. The results show that cutting the soft rock is a process of "extruding and then tensioning." The force application point of a cutter is gradually shifted from the tip of the cutter to the front edge of the cutter, and then back to the tip of the cutter with variations of the cutting stroke, which is consistent with the change of the cutter force. With the increase of the cutter's rake angle and cutting depth, the broken rock block increases while the specific energy consumption decreases. The rock-breaking modes of the cutter are different under different joint dip angles, and because of more easily forming the broken rock block the rock-breaking efficiency is higher under a joint angle of less than 90° than a joint angle of more than or equal to 90°. The experiments show that the actual process of rock breaking and the force applied on the cutter agree well with those determined via numerical simulation.
KeywordsShield,   Cutter,   PFC 2D discrete-element software,   Cutting performances,   Specific energy consumption,   Rock joint     
基金资助:

基金项目:国家重点基础研究发展计划(“973”计划)资助项目(2007CB714002、2013CB035401);国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2012AA041803);国家自然科学基金资助项目(51274252、51074180);湖南省科技计划项目(2013GK3003).

作者简介: 作者简介:张旭辉(1989-),男,博士研究生,主要从事岩石切削机理方面的研究工作,E-mail: csuxuhi@163.com.
引用本文:   
.盾构切刀切削软岩特性研究[J]  现代隧道技术, 2015,V52(5): 184-191
.Cutting Performance of Shield Cutters in Soft Rock[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2015,V52(5): 184-191
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2015/V52/I5/184
 
没有本文参考文献
[1] 李瑞俊1 宋宗莹2 李 琛1 王文斌2 任育珍3,4 蔡建华3,4 张家旭3,4.重载铁路梁家山隧道病害多源融合诊断与处置对策[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 301-308
[2] 张小龙.桩基荷载作用下地铁盾构隧道结构力学响应分析[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 82-89
[3] 李克玺1,2 党建东3 张 见3 叶光祥4 王晓军1,2 陈青林1,2 曹世荣2 张 河1,2.基于声发射特征参数的不同类型砂岩破裂特征研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 26-36
[4] 周彩荣1 易黎明1 马山青2 周 蠡3 于金弘4,5.三点加载下高性能纤维混凝土顶管承载特性及配筋方案研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 50-60
[5] 郭永军1 李 超2 郑建国3 于永堂4 朱才辉5.地面堆载对西安黄土地层中既有盾构管片影响研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 61-72
[6] 王永刚1 崔翌堃1 吴九七2,3 黄 俊4 沈 翔2,3 杨 奎4 苏 栋2,3.考虑不同磨损形式下的滚刀受力与磨损对比分析[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 73-81
[7] 冯冀蒙1,2 宋佳黛1,2 王圣涛3 李艺飞1,2 张俊儒1,2 王好明4 汪 波1,2.填海地层特大断面隧道超长管棚变形控制 效能研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 155-162
[8] 徐才坚1 陈星宇1 雷明林1 张兴龙2 孙怀远2 李晓军2.隧道施工掌子面前方围岩富水性数字孪生与风险决策[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 90-99
[9] 杨 颖1 倪 凯1 葛 林2 张明飞3 王晓睿4.弱光条件下基于改进Unet模型的隧道渗水病害图像分割[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 100-110
[10] 苏开春1 付 锐2,3 曾弘锐2,3 冷希乔4 郭 春2,3.基于DBO-A-LSTM的公路隧道短时多步交通量预测[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 111-121
[11] 熊 颖1,2 张俊儒1,2 范子焱1,2 陈佳豪1,2 马荐驰1,2 陈鹏涛1,2 谭瑞锋3,4.层状软岩中爆破应力波传播与振动衰减特性研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 122-131
[12] 刘 杨1 邵泽楷2 田浩帆2 张汝溪1 郑 波3 王峥峥2.高速公路隧道下穿房柱式煤矿采空区爆破施工煤柱 损伤规律研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 132-144
[13] 罗志洋1 张春瑜2,3 王立川1,2,4,5 徐 烁1 李利平4 王倩倩5 刘志强6.TBM裂隙岩体隧洞涌水机制及注浆堵水研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 145-154
[14] 周弋力1 封 坤1 郭文琦1 张亮亮2 李春林3.超大直径盾构隧道管片纵缝抗弯力学行为与损伤过程研究[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 163-173
[15] 易 丹1 薛皓匀2 杨绍毅2 喻 波1 封 坤2 林 刚1.盾构隧道管片结构螺栓失效对横向地震响应的影响分析[J]. 现代隧道技术, 2025,62(4): 174-181
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