在全斷面巖石隧道掘進機（TBM,Tunnel Boring Machine）刀盤回轉(zhuǎn)切削破巖過程中,盤形滾刀受TBM運行控制及地層條件多變性的影響,除產(chǎn)生正常磨損外還存在大量的非正常破壞,這極大地增加了隧道的建設(shè)成本,同時也降低了 TBM掘進效率。對TBM滾刀破巖機理的合理解釋是掘進機刀盤刀具設(shè)計及TBM運行策略優(yōu)化的理論基礎(chǔ),對提高TBM運行的高效性與經(jīng)濟性具有重要意義,而準(zhǔn)確地獲取刀具作用下巖石的真實損傷破裂演化過程信息是構(gòu)建合理的TBM滾刀破巖機理模型的重要部分。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,采用自行設(shè)計加工的試驗裝置開展了類平面應(yīng)力狀態(tài)下的楔刀侵入破巖試驗與雙向圍壓約束下的滾刀侵入破巖試驗,試驗中引入了紅外熱像（IRT）和聲發(fā)射（AE）等無損測試方法用以獲取巖石的損傷破裂演化信息,并基于此對巖石損傷破裂發(fā)展規(guī)律進行了定量分析。另一方面,為對刀具破巖過程中巖石損傷破裂機制進行細觀解釋和分析,在有限元-離散元耦合方法（FDEM）中引入了一種基于隨機分布的非均勻模型計算方法,并提出了一套模型細觀參數(shù)標(biāo)定流程,并以這一方法模擬了不同加載條件下的TBM刀具破巖過程,重點分析了巖石損傷破裂和聲發(fā)... 

【文章來源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：188 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．?１各類型的ＴＢＭ??

敞開式TBM整體結(jié)構(gòu)示意圖

真實TBM刀盤刀具布置

【參考文獻】：
期刊論文
[1]常截面滾刀貫入試驗中巖石破壞行為分析[J]. 劉泉聲,潘玉叢,劉建平,孔曉璇,時凱,劉琪.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(S2)
[2]圍壓對TBM滾刀破巖影響規(guī)律的線性切割試驗研究[J]. 馬洪素,龔秋明,王駒,趙曉豹,殷麗君,苗崇通,何冠文.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2016(02)
[3]TBM雙滾刀破巖過程模擬及刀圈結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 孫偉,郭莉,周建軍,霍軍周.  煤炭學(xué)報. 2015(06)
[4]掘進機刀盤滾刀間距對北山花崗巖破巖效率的影響實驗研究[J]. 龔秋明,何冠文,趙曉豹,馬洪素,李曉昭,張浩,苗崇通.  巖土工程學(xué)報. 2015(01)
[5]花崗巖脆性破壞特征與機制試驗研究[J]. 周輝,孟凡震,劉海濤,張傳慶,盧景景,徐榮超.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2014(09)
[6]基于應(yīng)力–應(yīng)變曲線的巖石脆性特征定量評價方法[J]. 周輝,孟凡震,張傳慶,徐榮超,盧景景.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2014(06)
[7]滾刀線性侵入試驗中巖石破裂模式研究[J]. 姚羲和,趙曉豹,龔秋明,馬洪素,李曉昭,唐偉,盧廣亮,何冠文.  巖土工程學(xué)報. 2014(09)
[8]脆性巖石破壞的能量跌落系數(shù)研究[J]. 左建平,黃亞明,熊國軍,劉靖,李蒙蒙.  巖土力學(xué). 2014(02)
[9]TBM邊緣滾刀破巖機理的數(shù)值研究[J]. 夏毅敏,吳元,郭金成,田彥朝,林賚貺,卞章括.  煤炭學(xué)報. 2014(01)
[10]盤形滾刀破巖過程的數(shù)值研究[J]. 譚青,李建芳,夏毅敏,徐孜軍,朱逸,張佳.  巖土力學(xué). 2013(09)

博士論文
[1]深部高應(yīng)力軟弱圍巖破裂碎脹大變形及注漿加固機理的FDEM模擬研究[D]. 馬昊.武漢大學(xué) 2017



本文編號：2904100