DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2024.21.006
基金项目：中国水利水电第三工程局科研项目（YFHT2021088）
作 者：陈小红1 ，黄雨枫2 ，倪志华3 ，郑加星1 ，耿 麒2
（1. 中国水利水电第三工程局有限公司，陕西 西安 710024；2. 长安大学工程机械学院，陕西 西安 710064； 3. 新疆水发建设集团有限公司，新疆 乌鲁木齐 830000）
摘 要：【目的】现有全断面隧道掘进机滚刀破岩数值模拟研究通常集中于宏观层面，关注载荷、岩碴和比能等观测指标，因此，加强对TBM滚刀破岩机理的细观研究具有重要意义。【方法】针对新疆引额供水二期输水工程喀双段遇到的花岗岩，使用颗粒离散元方法，构建平刃滚刀竖向侵入硬岩二维仿真模型，研究了刀下压密区及其附近岩石中的颗粒接触对数与链环分布规律，探讨了链环分布和维数变化与岩石裂纹发展之间的关系。【结果】1）接触链环的维数变化直接影响着刀下压密区细观结构，进而影响着滚刀破岩效果；2）当接触链环维数从低到高变化时，刀下压密区承载能力下降；3）高维接触链环空隙面积增大引起了压密区扩容；4）接触链环维数从低到高的变化是裂纹萌生的内在原因。【结论】本研究揭示了TBM滚刀破岩过程中岩石破碎的细观机理，可为TBM滚刀设计与掘进参数优化提供理论支撑。
关键词：TBM；滚刀破岩；颗粒簇；细观机理；链环
引文信息：[1]陈小红，黄雨枫，倪志华，等.全断面隧道掘进机滚刀破岩机理的细观研究[J].南方农机，2024，55(21)：24-29.
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