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题名滚刀间距与宽度对预切槽辅助滚刀破岩的影响
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作者
周建
廖星川
沈君逸
刘福深
尚肖楠
王培育
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机构
浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心
浙江大学浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心
浙江大学岩土工程计算中心
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出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第7期2823-2835,共13页
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基金
国家重点研发项目(2023YFB2604200)
国家自然科学基金资助项目(52179112)。
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文摘
首先,采用线弹性近场动力学本构模型(linear peridynamic solids,LPS)对预切槽辅助模式下的滚刀破岩问题进行模拟,并通过试验验证了该方法的可行性;其次,设置了4组滚刀间距(54、60、66和72 mm)以及2种预切槽深度(18和30 mm),分析了滚刀间距对预切槽辅助滚刀破岩的影响;最后,探讨了在54和72 mm滚刀间距下,刀刃宽度(9、15和21 mm)对预切槽辅助滚刀破岩的影响。研究结果表明:当滚刀间距增大时,破岩产生的岩块尺寸逐渐增大,但当间距超过66 mm后,岩块尺寸的增幅显著减缓;在预切槽深度固定的情况下,岩石可掘性指数随着滚刀间距增加而呈线性增加;在预切槽深度为18 mm时,破岩效率随着滚刀间距增大而先升后降,最佳滚刀间距为60 mm;增大刀刃宽度使得破坏区域深入岩石内部,且在较小滚刀间距下,刀刃宽度对岩块尺寸的影响更显著;在滚刀间距不变的情况下,随着刀刃宽度增加,滚刀贯入岩石的困难度增加;较小的刀刃宽度有助于提高破岩效率。为实现较高的破岩效率和较低的滚刀磨损,建议在保证安全的前提下优先使用较小宽度的滚刀,当无法调整滚刀宽度时,可以根据具体工况选择最优滚刀间距。
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关键词
三维近场动力学
预切槽
TBM滚刀贯入破岩
滚刀间距
刀刃宽度
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Keywords
3D peridynamics
pre-cut groove
TBM disc cutter penetration fracturing
disc cutter spacing
blade width
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分类号
O242
[理学—计算数学]
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