| 基于离散元的超声波振动辅助TBM滚刀碎岩分析 |
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| 引用本文： | 韩君鹏,赵大军,张书磊,周宇.基于离散元的超声波振动辅助TBM滚刀碎岩分析[J].探矿工程,2021,48(3):46-55. |
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| 作者姓名： | 韩君鹏 赵大军 张书磊 周宇 |
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| 作者单位： | 吉林大学建设工程学院，吉林 长春 130026,吉林大学建设工程学院，吉林 长春 130026,黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南 郑州 450003,吉林大学建设工程学院，吉林 长春 130026 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目“超声波振动碎岩机理的研究”(编号：4157020248) |
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| 摘 要： | 超声振动辅助碎岩技术以其弱化岩石强度、降低切削力、加快钻进速度等优势受到广泛关注，将超声振动技术与滚刀结合，能有效提升隧道硬岩施工滚刀破岩效率。采用颗粒流离散元软件对超声波振动辅助滚刀碎岩过程进行了模拟研究，结果表明，超声波振动能够产生周期性应力波并向岩石内部传播，在岩石的近表面区域出现较强的拉应力，有助于浅层岩石的张拉破坏。超声波振动提升了岩石内部裂纹的生成规模，加快了裂纹的生成速度，提前了裂纹初次萌生时间，对滚刀的破岩性能有良好的增益效果。超声波振动下岩石裂纹生成更加平稳，减少了跃进式破碎现象，能够避免因剧烈振动产生的冲击载荷对滚刀产生异常磨损和破坏，对延长滚刀寿命具有促进作用。
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| 关 键 词： | 离散单元法 数值模拟 超声波振动 TBM 滚刀 |
| 收稿时间： | 2020/10/31 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2021/1/31 0:00:00 |
Discrete element-based rock breaking analysis of the ultrasonic vibration-assisted TBM disc cutter |
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| HAN Junpeng,ZHAO Dajun,ZHANG Shulei and ZHOU Yu.Discrete element-based rock breaking analysis of the ultrasonic vibration-assisted TBM disc cutter[J].Exploration Engineering(Drilling & Tunneling),2021,48(3):46-55. |
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| Authors: | HAN Junpeng ZHAO Dajun ZHANG Shulei and ZHOU Yu |
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| Institution: | College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun Jilin 130026, China,College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun Jilin 130026, China,Yellow River Survey, Planning and Design Institute Co., Ltd., Zhengzhou Henan 450003, China,College of Construction Engineering, Jilin University, Changchun Jilin 130026, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | discrete element method numerical simulation ultrasonic vibration TBM disc cutter |
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