线性和回转切割模式下TBM滚刀破岩机理及影响因素研究

目录

第1章 绪论

1.1 选题背景和研究意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 滚刀破岩机理研究

1.2.2滚刀线性切割破岩研究

1.2.3滚刀回转切割破岩研究

1.2.4 TBM 掘进破岩过程影响因素研究

1.2.5存在的问题及改进措施

1.3 研究内容

1.3.1 研究内容

1.3.2 文章结构

1.3.3 技术路线

1.4 本章小结

第2章 滚刀破岩力预测模型研究

2.1 引言

2.2 滚刀破岩力经典预测模型分析

2.2.1 Evens 预测模型

2.2.2 Roxborough 预测模型

2.2.3 CSM 预测模型

2.2.4 Sanro Ikudo 预测模型

2.2.5东北工学院预测模型

2.3 滚刀回转切割运动分析

2.4 破岩力预测模型建立

2.4.1 刀圈模型的简化假设

2.4.2 滚刀侵入岩石过程中接触应力分布规律

2.4.3 垂直和滚动破岩力计算

2.4.4 侧向破岩力计算

2.5 新破岩力预测模型验证

2.5.1垂直和滚动破岩力计算结果验证

2.5.2 侧向破岩力计算结果验证

2.6 本章小结

第3章 贯入度和刀间距对线性切割破岩过程影响研究

3.1 引言

3.2 单滚刀线性破岩过程建模

3.3 模型验证

3.4 贯入度对破岩过程影响分析

3.4.1 贯入度对垂直破岩力和滚动破岩力的影响

3.4.2 贯入度对破岩效果的影响

3.5 刀间距对破岩效果影响研究

3.5.1 双滚刀破岩过程建模

3.5.2 双滚刀破岩过程中沟槽形态分析

3.6.3 最优贯入度和刀间距组合讨论

3.6 本章小结

第4章 滚刀回转切割和线性切割破岩机理对比研究

4.1 引言

4.2 回转切割破岩过程建模

4.2.1 单滚刀回转切割破岩数值模型

4.2.2 双滚刀回转切割破岩数值模型

4.3 回转切割与线性切割破岩三向力对比

4.3.1 滚刀破岩力时程曲线对比

4.3.2 滚刀平均破岩力大小比较

4.4 回转切割与线性切割破岩效率对比

4.4.1 割槽形态对比分析

4.4.2 破岩比能耗对比分析

4.5 本章小结

第5章 围压对滚刀破岩过程影响研究

5.1 引言

5.2 数值模型与工况设定

5.3 围压对破岩力的影响

5.4 围压对破岩效果的影响分析

5.4.1围压对岩石中Mises应力分布影响

5.4.2 围压对破岩比能耗的影响

5.5 小结

第6章 TBM刀盘全断面隧洞掘进过程数值模拟

6.1 引言

6.2 工程背景

6.3 TBM 刀盘掘进破岩模型建立

6.4 刀盘掘进破岩效果分析

6.5 掘进速率对围岩扰动范围影响分析

6.6 小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

后 记

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况参与项目

发表论文