【摘要】：采用顆粒流再現(xiàn)了錦屏大理巖脆—延—塑性轉(zhuǎn)化特征,利用獲得的細觀參數(shù)建立TBM滾刀破巖離散元模型,模擬了單個TBM滾刀侵入斷續(xù)單裂隙巖體過程,分析了裂隙傾角和圍壓對滾刀破巖效果的影響規(guī)律,最后從細觀層面探討了滾刀破巖機理。結(jié)果表明:含單裂隙巖體在單刀作用下,總體上表現(xiàn)為壓縮性破壞、規(guī)則裂紋萌生與擴展、粉核區(qū)形成和主裂紋貫通4個階段;當(dāng)裂隙水平時翼裂紋萌生于裂隙中部,裂隙傾角較小時翼裂紋萌生于距尖端一定距離處,隨著裂隙傾角的增大翼裂紋在裂隙尖端萌生。隨著圍壓的增大,粉核區(qū)的范圍逐漸變大,在高圍壓作用下出現(xiàn)側(cè)向裂紋向自由面擴展;裂隙巖體比完整巖石更容易發(fā)生破壞,而且不同傾角裂隙巖體破壞難易程度也有所不同,總體上表現(xiàn)為:15°45°60°0°30°90°75°破巖由易到難。有圍壓條件下破巖難于無圍壓條件,且困難程度隨著圍壓的提高而增大。
[Abstract]:The characteristics of brittle ductile transformation of Jinping marble are reproduced by particle flow. The discrete element model of TBM hob breaking rock is established by using the obtained meso parameters, and the process of single TBM hob invading intermittent single fractured rock mass is simulated. The influence of crack inclination angle and confining pressure on rock breaking effect of hob is analyzed. Finally, the mechanism of rock breaking with hob is discussed from meso level. The results show that, under the action of single blade, the rock mass with single fissure has four stages: compressional failure, regular crack initiation and propagation, formation of powder core and main crack. When the crack is horizontal, the wing crack originates in the middle of the crack, and the wing crack originates at a certain distance from the tip of the crack when the crack dip angle is small. With the increase of the crack inclination angle, the wing crack originates in the crack tip. With the increase of confining pressure, the range of the powder core area becomes larger, and the lateral crack propagates to the free surface under the high confining pressure. Fracture rock mass is more prone to failure than intact rock mass, and the degree of failure is different with different dip angle fracture rock mass. On the whole, it is easy to break rock from 15 擄45 擄60 擄0 擄0 擄30 擄90 擄75 擄to difficult. It is difficult to break rock without confining pressure under confining pressure, and the degree of difficulty increases with the increase of confining pressure.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點實驗室;
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)資助項目(2014CB046905)
【分類號】：U455

【參考文獻】

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1 Sheng-Qi Yang;Yan-Hua Huang;;Particle flow study on strength and meso-mechanism of Brazilian splitting test for jointed rock mass[J];Acta Mechanica Sinica;2014年04期

2 張魁;夏毅敏;徐孜軍;;不同圍壓及切削順序?qū)BM刀具破巖機理的影響[J];土木工程學(xué)報;2011年09期

3 譚青;張魁;周子龍;夏毅敏;;球齒滾刀作用下巖石裂紋的數(shù)值模擬與試驗觀測[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2010年01期

4 馬洪素;紀(jì)洪廣;;節(jié)理傾向?qū)BM滾刀破巖模式及掘進速率影響的試驗研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2011年01期

5 趙國彥;戴兵;馬馳;;平行黏結(jié)模型中細觀參數(shù)對宏觀特性影響研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2012年07期

6 張魁;夏毅敏;譚青;周子龍;;不同圍壓條件下TBM刀具破巖模式的數(shù)值研究[J];巖土工程學(xué)報;2010年11期

7 蘇利軍;孫金山;盧文波;;基于顆粒流模型的TBM滾刀破巖過程數(shù)值模擬研究[J];巖土力學(xué);2009年09期

8 孫金山;陳明;陳保國;盧文波;周傳波;;TBM滾刀破巖過程影響因素數(shù)值模擬研究[J];巖土力學(xué);2011年06期

9 莫振澤;李海波;周青春;鄒飛;朱小明;王長柏;郝亞飛;;楔刀作用下巖石微觀劣化的試驗研究[J];巖土力學(xué);2012年05期

10 鄒飛;李海波;周青春;莫振澤;朱小明;牛磊;楊風(fēng)威;;巖石節(jié)理傾角和間距對隧道掘進機破巖特性影響的試驗研究[J];巖土力學(xué);2012年06期

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3 于洋;馮夏庭;陳天宇;陳東方;;深埋隧洞不同掘進方式下即時型巖爆微震對比分析[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年03期

4 吳東旭;姚勇;梅軍;劉筱玲;;砂卵石土直剪試驗顆粒離散元細觀力學(xué)模擬[J];工業(yè)建筑;2014年05期

5 王家全;施春虎;王宇帆;;加筋砂土三軸試驗細觀參數(shù)對宏觀特性影響分析[J];廣西科技大學(xué)學(xué)報;2014年01期

6 Liu Shi;Xu Jinyu;Lv Xiaocong;;Influence of confi ning pressure and impact loading on mechanical properties of amphibolite and sericite-quartz schist[J];Earthquake Engineering and Engineering Vibration;2014年02期

7 王召遷;王吉業(yè);張志敏;關(guān)振華;;盤形滾刀破巖力影響因素試驗研究[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年07期

8 石祥超;陶祖文;孟英峰;李皋;張濤;趙向陽;;牙輪鉆頭牙齒破巖機理研究進展[J];地質(zhì)科技情報;2014年04期

9 程守業(yè);譚昊;荊國業(yè);;直徑385mm單刃盤型滾刀破巖參數(shù)與效果研究[J];城市軌道交通研究;2014年08期

10 Sheng-Qi Yang;Yan-Hua Huang;;Particle flow study on strength and meso-mechanism of Brazilian splitting test for jointed rock mass[J];Acta Mechanica Sinica;2014年04期

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3 Tohid Kazerani;;A discontinuum-based model to simulate compressive and tensile failure in sedimentary rock[A];Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering(vol.5 No.5)[C];2013年

4 李幸;姜樂華;;橢球顆粒對PFC~(3D)模擬三軸壓縮試驗的影響研究[A];第23屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2014年

5 趙曉豹;姚羲和;龔秋明;何冠文;馬洪素;李曉昭;;不同切深條件下滾刀線性侵入實驗中巖石破裂模式研究[A];第5屆廢物地下處置學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2014年

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7 王增會;李錫夔;;利用連接尺度方法的顆粒材料破碎數(shù)值模擬[A];2014顆粒材料計算力學(xué)會議論文集[C];2014年

8 李德;李守巨;于申;;堆石料顆粒流模型細觀參數(shù)反演及其試驗研究[A];中國計算力學(xué)大會2014暨第三屆錢令希計算力學(xué)獎頒獎大會論文集[C];2014年

9 Xiao-Ping Zhang;Louis Ngai Yuen Wong;;Displacement field analysis for cracking processes in bonded-particle model[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2014年度（第14屆）學(xué)術(shù)年會論文匯編——工程地質(zhì)與水資源研究室[C];2015年

10 Xiao-Ping Zhang;Louis Ngai Yuen Wong;;Choosing a proper loading rate for bonded-particle model of intact rock[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2014年度（第14屆）學(xué)術(shù)年會論文匯編——工程地質(zhì)與水資源研究室[C];2015年

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3 李驊;風(fēng)篩式清選裝置設(shè)計理論與方法研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

4 王林峰;復(fù)雜巖體邊坡?lián)p傷斷裂破壞機制[D];重慶交通大學(xué);2012年

5 王立輝;全斷面巖石掘進機刀具磨損狀態(tài)的分析與識別[D];天津大學(xué);2012年

6 孫博;高埋深地下洞室圍巖破壞機理及其穩(wěn)定性的細觀力學(xué)研究[D];天津大學(xué);2012年

7 程騁;應(yīng)變巖爆的巖體剛度效應(yīng)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2013年

8 姚成林;深埋長隧洞巖爆災(zāi)害機理及判據(jù)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2014年

9 叢宇;卸荷條件下巖石破壞宏細觀機理與地下工程設(shè)計計算方法研究[D];青島理工大學(xué);2014年

10 葛云峰;基于BAP的巖體結(jié)構(gòu)面粗糙度與峰值抗剪強度研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2014年

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3 周云晴;輸水隧洞TBM施工進度分析與實時控制研究[D];天津大學(xué);2008年

4 曾曉星;異質(zhì)巖土工況下土壓平衡盾構(gòu)載荷等效及傳遞特性研究[D];上海交通大學(xué);2009年

5 張魁;盾構(gòu)機盤形滾刀作用下巖石破碎特征及滾刀振動特性研究[D];中南大學(xué);2010年

6 滿林濤;盤形滾刀破巖過程有限元數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2012年

7 李燕青;單元式預(yù)應(yīng)力固井地錨的設(shè)計及其仿真研究[D];長江大學(xué);2012年

8 徐孜軍;盾構(gòu)刀具破巖特性的數(shù)值模擬及實驗研究[D];中南大學(xué);2012年

9 吳峰;TBM盤形滾刀貫入度與結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計研究[D];中南大學(xué);2012年

10 張魏友;EPB盾構(gòu)刀盤結(jié)構(gòu)及其液壓驅(qū)動系統(tǒng)的研究[D];南京理工大學(xué);2013年

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1 孟云偉;肖世洪;柴賀軍;曾舜;;隧道開挖中破碎帶支護的顆粒離散元模擬研究[J];地下空間與工程學(xué)報;2007年04期

2 ;Particle simulation of the failure process of brittle rock under triaxial compression[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2010年05期

3 王其勝;萬國香;李夕兵;;動靜組合加載下巖石破壞的聲發(fā)射實驗[J];爆炸與沖擊;2010年03期

4 虞和濟,金國棟,蘇禾;盤形滾刀破巖機理的有限元分析[J];東北工學(xué)院學(xué)報;1981年03期

5 黃明利,唐春安,梁正召;巖石裂紋相互作用的應(yīng)力場分析[J];東北大學(xué)學(xué)報;2001年04期

6 唐春安,劉紅元,秦四清,楊志法;非均勻性對巖石介質(zhì)中裂紋擴展模式的影響[J];地球物理學(xué)報;2000年01期

7 謝和平,高峰,周宏偉,左建平;巖石斷裂和破碎的分形研究[J];防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報;2003年04期

8 朱萬成,黃明利,唐春安;混凝土試件裂紋擴展及破壞過程的計算機模擬[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2000年03期

9 林家騏;研究盤形滾刀破巖機理與提高刀具使用壽命[J];福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1990年01期

10 金國棟,金明法;掘進機盤形窄刃滾刀[J];工程機械;1986年03期

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1 張平;裂隙介質(zhì)靜動應(yīng)力條件下的破壞模式與局部化漸進破損模型研究[D];西安理工大學(xué);2004年

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3 一兵;第七屆國際爆破破巖學(xué)術(shù)會議國際組委會會議在美國拉斯維加斯市召開[J];工程爆破;2002年01期

4 陳寶心;劉海衛(wèi);劉偉;王軍躍;;鉆孔劈裂器破巖技術(shù)及其應(yīng)用[J];采礦技術(shù);2006年04期

5 吳為;李根生;牛繼磊;黃中偉;田守]，

本文編號：2375982