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MatDEM应用论文|围压条件下不同脆性岩石滚刀侵入破岩机制研究

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论文题目


   

围压条件下不同脆性岩石滚刀侵入破岩机制研究

田园,等. 2018. 现代隧道技术


   

研究内容


   
在TBM(全断面隧道掘进机)掘进过程中,岩石性质和围压是影响滚刀破岩机制的重要因素,因此研究这两种因素共同作用下的侵人破岩规律对于TBM选型、刀盘优化布置有着重要意义。文章基于3D离散单元法,利用三维离散元软件MatDEM建立了数值模拟模型,综合考虑岩石物理力学性质和围压条件的影响,研究了岩石破碎模式和滚刀侵人破岩效率的变化规律。
结果表明,当围压水平较低时,岩石脆性指标对破岩效率影响明显,破岩效率随岩石脆性指标的增大而减小;但当围压超过一定值时,脆性指标对破岩效率的影响幅度变小。对于脆性不同的岩石,破岩效率随围压增大整体呈下降趋势,但对于脆性大于18的岩石,破岩效率在围压为5MPa时达到最高;当围压水平较低时,岩石破坏模式均以张拉破坏模式为主,随着围压的增大,破坏模式逐渐向拉剪综合破坏模式转变。
 

图1 计算模型

 

图2 不同围压条件下滚刀侵入结束时断裂单元

 

图3 脆性指数B=11.5岩石在2.5MPa(左)和7.5MPa(右)下侵入结束时断裂单元


   


田园,薛亚东,赵丰.围压条件下不同脆性岩石滚刀侵入破岩机制研究[J].现代隧道技术,2018,55(S2):48-56.

来源:矩阵离散元MatDEM
断裂离散元
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首次发布时间:2023-12-30
最近编辑:11月前
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