TBM双滚刀破岩过程模拟及刀圈结构设计_中国煤炭行业知识服务平台

TBM双滚刀破岩过程模拟及刀圈结构设计

作者

孙伟郭莉周建军霍军周
单位

大连理工大学机械工程学院盾构及掘进技术国家重点实验室
摘要

为研究TBM盘形滚刀作用下岩石的破碎过程及刀圈结构参数对破岩过程的影响,利用离散元方法建立了双滚刀线性切削岩石三维模型,研究了不同因素影响下岩石的接触力、微观裂纹扩展及破碎颗粒生成规律;分析了刀刃宽及刀刃角对破岩过程的影响,建立了刀圈结构参数与破岩效率的映射关系;结果显示岩石微观破坏以张拉破坏为主,裂纹呈加速扩展趋势;刀圈结构参数刃宽及刃角对于破岩过程均有影响,其中前者的影响较为明显。刃宽增大导致滚刀受力及破岩体积均明显增大,而刃角对于这两者的影响相对较小。基于以上映射关系,以17寸滚刀为例,进行了结构参数设计,获得了最优的滚刀刃宽和刃角。
关键词

盘形滚刀刀圈结构岩石破碎机理离散元方法
基金项目(Foundation)

高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20110041110029)；国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2014CB046906)；国家自然科学基金资助项目(51375001)；