TBM双滚刀间距及入岩次序对破岩效果影响研究

作者：刘立鹏; 刘海舰; 傅睿智; 孙兴松

来源：水利水电技术(中英文), 2018, 49(04): 56-62.

DOI：10.13928/j.cnki.wrahe.2018.04.009

• 隧道工程
• TBM双滚刀
• 颗粒流软件
• 破岩效果
• 滚刀间距
• 入岩次序

TBM滚刀位置布置对于TBM掘进效率极为重要,为研究TBM双滚刀间距及入岩次序对破岩效果的影响,利用二维离散元颗粒流软件(PFC2D)建立TBM双滚刀破岩模型,对TBM破岩过程中裂纹的扩展、岩石破坏形式、岩片面积、破岩比能、滚刀推力等变化进行了模拟分析。结果表明:(1)滚刀间距对于破岩效果具有较为明显的影响。间距过小时,滚刀间形成的岩片过于粉碎,滚刀间距过大,相邻滚刀形成的裂纹无法贯通,滚刀之间形成岩脊。间距不同破岩比能不同,存在最优滚刀间距现象。(2)滚刀入岩次序影响破岩效果。前后滚刀对于岩石的损伤深度和范围不同,同时破岩时左右滚刀所需垂直力较为接近,顺次破岩时后滚刀所需垂直力平均值小于前滚刀。相同滚刀间距下顺次破岩比能高于同时破岩时的比能,破岩效果将低于同时破岩情况。研究成果可为TBM滚刀布置设计提供一定参考。

• 单位
  中国水利水电科学研究院; 北京城建设计发展集团股份有限公司