复合地层盾构刀盘掘进速率及受力特性分析

• 作者: 冯春 林钦栋 顾刚 颜永国
• 来源期刊: 隧道建设（中英文）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 盾构 刀盘 复合地层 掘进速率 受力特征 CDEM 数值模拟
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 施工机械
• 页码范围: 1895-1902
• 页数: 8页
• 分类号: U455.3
• 字数: 7038字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2018.11.019

摘要

为探究复合地层中盾构刀盘的掘进速率及受力特性,基于连续-非连续单元法(CDEM),建立盾构-岩土体这一完整系统的数值计算模型.通过在CDEM中引入简单有限体积法、虚拟质量法、单元溶蚀算法等系列算法,实现盾构刀盘掘进全过程的三维模拟.建立5种刀盘面花岗岩占比的刀盘破岩数值模型,并对不同刀盘面花岗岩占比下的刀盘进尺、掘进速率、平均转矩、平均倾覆力矩等进行详细分析.数值模拟结果表明:1)在某一特定复合地层中掘进时,随着掘进时间增加,刀盘进尺基本呈线性增大的趋势,但进尺曲线中平缓段及速升段交替循环出现;2)刀盘面花岗岩占比由0增大至100％,掌子面处拉伸破坏单元增加,剪切破坏单元减少,且刀盘的掘进速率呈指数衰减趋势,掘进速率降低88.7％;3)刀盘面花岗岩占比由0增大至100％,平均转矩值逐渐增大,增大比例为117.5％,平均倾覆力矩值则呈现先增大后减小的趋势,且在花岗岩占比为50％时最大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	冯春	中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室	57	423	12.0	18.0
2	林钦栋	中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室	3	5	1.0	2.0
6	顾刚		3	10	2.0	3.0
8	颜永国		2	5	1.0	2.0