【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,青島的交通問(wèn)題日趨嚴(yán)峻,修建地鐵已成為青島市今后發(fā)展公共交通的重點(diǎn)。青島地鐵2號(hào)線掘進(jìn)過(guò)程中所穿越地層總體以花崗巖基巖的中風(fēng)化帶和微風(fēng)化帶為主,地鐵隧道埋深經(jīng)常會(huì)有上軟下硬的巖石組合類型,力學(xué)性質(zhì)差異較大,在隧道開(kāi)挖掘進(jìn)的過(guò)程中容易出現(xiàn)開(kāi)挖不均等現(xiàn)象。滾刀作為T(mén)BM刀盤(pán)上的核心部件直接與巖石發(fā)生作用,深入了解盤(pán)形滾刀破巖的機(jī)理,是實(shí)現(xiàn)TBM高效、安全掘進(jìn)的基礎(chǔ),也是關(guān)鍵所在。研究盤(pán)形滾刀破巖的機(jī)理、規(guī)律,分析破巖過(guò)程中滾刀的受力變化,可以有效的了解和預(yù)測(cè)TBM的掘進(jìn)效率;同時(shí)也有助于分析TBM在軟、硬巖中掘進(jìn)的差異性,這對(duì)實(shí)際工程而言有重要的指導(dǎo)意義。本文結(jié)合青島地鐵2號(hào)線的勘查資料和施工記錄,用顆粒離散元方法對(duì)TBM盤(pán)形滾刀在軟、硬巖中的破巖機(jī)理展開(kāi)探討分析。主要完成了以下工作:(1)復(fù)雜巖體的力學(xué)參數(shù)選擇是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題。Hoek-Brown準(zhǔn)則較全面地反映了巖體的結(jié)構(gòu)特征對(duì)巖體強(qiáng)度的影響,并可以室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)為基準(zhǔn),考慮巖體中節(jié)理裂隙,將巖石力學(xué)參數(shù)換算成巖體力學(xué)參數(shù)。本文依據(jù)青島地鐵2號(hào)線中室內(nèi)實(shí)驗(yàn)得到的巖石力學(xué)參數(shù),嘗試用巖體波速特征求解地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI和巖體Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則參數(shù)。用RockLab軟件結(jié)合已求得的巖體Hoek-Brown表達(dá)式,求解出巖體單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)參數(shù);(2)TBM隧道掘進(jìn)施工時(shí),在機(jī)械狀況相同地質(zhì)條件一致的情況下,掘進(jìn)參數(shù)是影響掘進(jìn)速度的主要因素。本文結(jié)合青島地鐵2號(hào)線施工監(jiān)測(cè)資料,在確定圍巖質(zhì)量相同、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速一致的前提下,分別對(duì)做滾刀切向、法向推力對(duì)滾刀貫入度的線性回歸分析,通過(guò)比較相關(guān)系數(shù)的大小來(lái)比較滾刀切向、法向推力對(duì)滾刀貫入度的影響程度。討論建立滾刀破巖過(guò)程簡(jiǎn)化分析模型的可行性;(3)結(jié)合第四章研究得到的簡(jiǎn)化模型,利用PFC~(3D)軟件建立單把正滾刀破巖過(guò)程的顆粒流數(shù)值分析模型,并結(jié)合第三章分析結(jié)果計(jì)算PFC~(3D)中細(xì)微觀參數(shù)的取值。通過(guò)模擬中風(fēng)化、微風(fēng)化花崗巖中不同滾刀貫入速度下滾刀的破巖規(guī)律,進(jìn)而分析:a、破巖過(guò)程模型中裂紋擴(kuò)展規(guī)律;b、不同圍巖性質(zhì)下破巖速度、滾刀受力等規(guī)律;c、不同貫入速度下破巖速度、滾刀受力等規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U455.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2742260