基于UDEC的隧道掘进机滚刀破岩数值模拟研究

• 作者: 何恩光 周青春 朱小明 李海波 莫振泽 赵羽 邹飞
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 隧道掘进机 滚刀 破岩机制 UDEC 数值仿真
• 年，卷（期）: 2012,（4）
• 所属期刊栏目: 数值分析
• 页码范围: 1196-1202,1209
• 分类号: TU731.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-7598.2012.04.035

摘要

现今全断面隧道掘进机(TBM)施工方法在长大深埋隧道工程中已被广泛采用,对滚刀破岩关键技术的进一步认识具有重要的工程价值.为了研究滚刀破岩机制,分析刀圈断面形态、岩石强度和节理角度对其的影响,运用UDEC方法建立了滚刀贯切岩石的二维数值系列模型,对TBM滚刀破岩过程进行了仿真.分析表明:滚刀破岩是滚刀下岩石拉破坏和剪破坏的综合反映,拉破坏是裂纹萌生与扩展的主要驱动机制；刃宽较大的平刀与刃角较大的楔刀破岩效果较好；平刀与楔刀在软岩中破岩效果相近,平刀在硬岩施工中比楔刀的破岩效果好；滚刀对节理角度为30°～60°的岩石破坏效果较好,由于楔刀的“劈裂”作用,楔刀比平刀更适合用于贯切含有节理的岩石.