文献类型：期刊文章

作　　者：张魁[1,2] 张玉林[2] 郑学军[2] 周友行[2] 乔硕[3]

ZHANG Kui;ZHANG Yu-lin;ZHENG Xue-jun;ZHOU You-hang;QIAO Shuo(Post Doctoral Research Station of Mechanics,School of Civil Engineering and Mechanics,Xiangtan University,Xiangtan 411105,China;School of Mechanical Engineering,Xiangtan University,Engineering Research Center of Complex Tracks Processing Technology and Equipment of Ministry of Education,Xiangtan 411105,China;School of Mechanical and Electrical Engineering,Changsha University,Changsha 410022,China)

机构地区：[1]湘潭大学土木工程与力学学院力学博士后科研流动站,湖南湘潭411105 [2]湘潭大学机械工程学院复杂轨道加工技术与装备教育部工程研究中心,湖南湘潭411105 [3]长沙学院机电工程学院,湖南长沙410022

出　　处：《岩土工程学报》

基　　金：国家自然科学基金项目(51704256,11832016,52175254);湖南省科技创新计划项目(2021RC2094,2020RC2037);国家重点研发计划项目(YFB400800);合肥通用机械研究院有限公司项目(2021ZKKF043)。

年　　份：2022

卷　　号：44

期　　号：12

起止页码：2263-2271

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、EI、IC、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：刃底密实核动态衍生现象严重影响了盘形滚刀的破岩机理,进而一定程度上影响了全断面岩石隧道掘进机(TBM)的掘进效能。参考H Alehossein钝楔形压头侵岩模型,将密实核衍生现象及密实核区周围复杂的应力场纳入考察,基于空腔膨胀理论和离散化建模思路,建立了常截面平刃滚刀侵岩模型。随后,分别以滚刀所受垂直力和刃底无因次平均接触应力为性能指标,将滚刀侵岩过程中刀圈刃部横截面几何尺寸参数和岩石物理力学性能参数作为考察变量,针对上述所建侵岩模型开展了十因素两水平的正交试验分析,探究了各考察变量的敏感程度,并分析了无因次平均接触应力的变化规律。最后,选取了2种具有不同粒径的岩石试样,制备了4种刀圈压头,并在TRW-3000三轴冲击破岩试验机上开展了侵岩试验验证。研究结果表明:对于垂直力和无因次平均接触应力而言,刀刃宽和侵深均为敏感因素;由于将密实核现象纳入考核,在滚刀压头侵岩作用下位于刃底的岩石应力水平明显大于单轴抗压强度;所建模型对于在第一次阶跃破碎之前的侵岩载荷速率的预测误差最大不超过10%,这表明模型具有良好的准确性。

关 键 词：密实核  TBM盘型滚刀  正交试验 刀岩接触应力  空腔膨胀理论  

分 类 号：TU94]