摘要
为了研究盘形滚刀动态破岩的损伤机理,根据福州电缆隧道工程地质和TBM盾构机设备参数,建立了滚刀-岩石三维有限元模型,基于岩石动力损伤本构模型,研究贯入速率和切割速率对滚刀破岩过程中岩石动力损伤演化的规律.通过滚刀在不同贯入速率、切割速率下的破岩仿真,分析了影响滚刀切削岩石效率的关键因素,结果表明滚刀破岩存在最佳贯入速率,计算条件下宜控制在48～64 mm/s范围.切割速率是破岩效率的主要影响因素,计算条件下,保证滚刀不发生塑性屈服的最优切割速率范围为6～8 r/min,破岩效率随切割速率的增大而提高,滚刀承受岩石反力随切割速率的增大而增大,这与工程实际施工中切割速率过大导致的滚刀磨耗相符,建议工程中适当增大切割速率来提高破岩效率.
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