复合地层盘形双滚刀的破岩过程分析

作     者：刘先珊 周双勇 许明 刘先荣 秦鹏伟 LIU Xianshan;ZHOU Shuangyong;XU Ming;LIU Xianrong;QIN Pengwei

作者机构：山地城镇建设与新技术教育部重点实验室(重庆大学)重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045 国网重庆市电力公司检修分公司重庆400039 湖北省荆州市国土资源管理局荆州434000 

基　　金：国家自然科学基金项目(51779021,51478065) 国家山区公路工程技术研究中心(GSGZJ-2015-09) 

出 版 物：《应用基础与工程科学学报》 (Journal of Basic Science and Engineering)

年 卷 期：2018年第26卷第2期

页      码：357-370页

摘      要：复杂环境中的隧道施工常遇到软硬不均或岩性变化大的复合地层,TBM的掘进施工优势凸显.但工程应用显示两类地层的岩土力学、地质特征等显著差异,复合地层的TBM隧道掘进与均质地层的破岩过程不同.为了提高复合地层TBM盘形滚刀的破岩效率,建立考虑裂隙网络扩展过程的双滚刀破岩三维离散元模型,模拟软硬不均复合地层中不同节理间距、节理倾角以及围压下的滚刀破岩过程,探讨对应的最优滚刀间距.其结果表明：节理对复合地层滚刀破岩是有利的,节理间距越小,岩体越破碎,破岩荷载越小,功耗也越小,破岩效率高;且节理倾向于软岩时,由于节理面的阻隔作用导致破碎区沿着节理界面延伸而无法贯通到临近岩层,软岩更易充分破坏;围压越大,则破岩荷载越大,功耗越大,则破岩效率相对较低.可见,复合地层的破岩过程中地层岩性及赋存环境的主导作用相对明显,进一步反映了复合地层不同于均质地层的滚刀破岩特征,这对深入研究复合地层TBM双滚刀破坏机理、滚刀优化设计及提高破岩效率具有重要的工程价值.

主 题 词：复合地层 三维离散元模型 裂纹扩展 破岩效率 

学科分类：0810[工学-土木类] 08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0805[工学-能源动力学] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.16058/j.issn.1005-0930.2018.02.013

馆 藏 号：203289005...