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盘形滚刀在软硬地层界面处的破岩数值分析
| 论文题名： | 盘形滚刀在软硬地层界面处的破岩数值分析 |
| 关键词： | 地铁隧道;盾构工法;盘形滚刀;软硬复合地层 |
| 摘要： | 盾构工法是地铁建设的主流方法，盾构机直接面对各种地质问题，其刀具性能直接影响施工效率，特别在较硬地层界面处面临更大挑战。论文针对盾构机刀盘上的盘形滚刀在软硬地层界面处受力情况、岩石的破碎规律进行分析研究，研究成果可为刀具的布置优化及刀盘刀具的受力情况提供理论上的参考。完成的主要工作内容如下： (1)归纳总结了盘形滚刀破岩机理，明确了复合地层的概念，分析了复合地层中盾构掘进刀盘刀具可能出现的问题。 (2)基于量纲理论，分析了常截面盘形滚刀破岩的涉及参数，建立了盘形滚刀在软硬地层界面处的无量纲破岩力预测公式。 (3)借助ABAQUS有限元分析软件，建立盘形滚刀破岩数值仿真模型，分析了盘形滚刀在软硬地层界面处的受力情况及岩石破碎特征。在软硬复合地层中，滚刀从软岩靠近分界处时，垂直破岩力相对于之前在软岩部分时有接近30％的衰减。滚刀通过分界处，垂直破岩力瞬间突增至硬岩阶段时的受力，随后的受力与纯硬岩状况相符合。在软岩部分，岩石的有效应力横向影响范围为贯入度的1.25-2.5倍，在软硬岩分界处，有效应力的影响范围突然增大，增大为贯入度的5.25倍。 (4)利用正交试验表及多元线性回归理论，通过滚刀破岩仿真试验结果，确定了无量纲破岩力预测公式的相关系数。 |
| 作者： | 江远坚 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 吴起星 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 暨南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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