基于三维RBD-DEM耦合方法的贯入角度对滚刀冲击影响分析

摘要

盾构在软硬不均地层中施工易诱发滚刀出现偏磨、断裂等问题,造成换刀频率大幅增加.因此,文章采用EDEM离散元软件,基于RBD(刚体动力学)-DEM的耦合方法考虑滚刀与地层的相互作用,实现滚刀在仿真模拟中的被动运动;建立相交角分别为15°、30°、45°、60°、75°和90°共6种工况,研究滚刀在软硬不均地层中贯入角度的变化对其所受冲击的影响.研究结果表明,贯入角度主要影响切向和法向平面的法向荷载,当贯入角度达到45°时,滚刀切向和法向平面在冲击阶段所受的峰值荷载均达到最大;贯入角度从90°变化到45°的情况下,法向平面和切向平面的法向荷载峰值提升幅度分别达到原来的18.74倍和3.53倍,法向平面中法向荷载的突变是诱发滚刀脱落、偏移和断裂的主要原因.