【摘 要】
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为了提高TBM刀具在不同地质工况下的适应能力以及破岩效率,针对岩土介质在刀具载荷作用下呈现的复杂应力场,考虑岩土介质的裂隙、节理及围压的耦合作用,基于离散元法,依次建
【机 构】
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中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室,SchoolofEngineering
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(51074180);国家973基金资助项目(2013CB035401);国家863基金资助项目(2012AA041801);湖南省科技计划基金资助项目(2013GK3003);湖南省战略新兴产业重大科技攻关项目(2012GK4068);湖南省研究生科研创新项目(CX2011B089);中南大学贵重仪器设备开放共享基金资助项目(CSUZC2013013)
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为了提高TBM刀具在不同地质工况下的适应能力以及破岩效率,针对岩土介质在刀具载荷作用下呈现的复杂应力场,考虑岩土介质的裂隙、节理及围压的耦合作用,基于离散元法,依次建立了单一特定地层下单刀切割含倾斜节理岩石、双刀切割节理不发育岩石以及含水平节理岩石的2D离散单元模型,观察到岩石在不同围压、节理参数、刀间距和切割顺序下微裂纹的演化过程,并根据裂纹扩展方向和破碎块的形成规则的不同,归纳出TBM刀具切割岩土时12种不同典型破碎形式,最终获得了破碎模式与具体工况的对应关系。通过分析比较可知,大部分破碎形态与文献试验观察到的宏观破碎现象具有良好的一致性。
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