• 中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊
  • 中文核心期刊中文科技核心期刊
  • Scopus RCCSE中国核心学术期刊
  • 美国EBSCO数据库 俄罗斯《文摘杂志》
  • 《日本科学技术振兴机构数据库(中国)》
二维码

隧道建设(中英文) ›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (7): 881-886.DOI: 10.3973/j.issn.1672-741X.2016.07.019

• 施工机械 • 上一篇    

不同结构参数下盾构切刀切削土体数值模拟研究

申会宇1,2, 张威威3, 张家年3   

  1. (1. 中铁隧道股份有限公司, 河南郑州 450003; 2. 盾构及掘进技术国家重点实验室, 河南郑州 450001; 3. 中铁工程装备集团有限公司, 河南郑州 450016)
  • 收稿日期:2015-11-05 修回日期:2016-01-26 出版日期:2016-07-20 发布日期:2016-07-27
  • 作者简介:申会宇(1979—),男,河南开封人,2003年毕业于郑州大学,自动化专业,本科,工程师,现从事设备技术管理工作。Email: 29074459@qq.com。

Numerical Study of Soil Cutting by Shield Cutter under Different Structural Parameters

SHEN Huiyu1,2, ZHANG Weiwei3, ZHANG Jianian3   

  1. (1. China Railway Tunnel Stock Co., Ltd., Zhengzhou 450003, Henan, China;2. State Key Laboratory of Shield Machine and Boring Technology, Zhengzhou 450001, Henan, China;3. China Railway Engineering Equipment Group Co., Ltd., Zhengzhou 450016, Henan, China)
  • Received:2015-11-05 Revised:2016-01-26 Online:2016-07-20 Published:2016-07-27

摘要:

基于ABAQUS有限元分析软件,采用ALE算法和线性Drucker-Prager土体塑性本构模型,利用具有单元删除功能的剪切失效准则,建立盾构切刀切削土体的三维仿真模型,研究不同切削参数条件下刀具切削土体过程中土屑的流动状态和刀具切削力的变化规律。研究结果表明: 在不同的切深状况下,总的切削力变化并不大,但随着切深的增大,已切削土屑的分离度降低甚至不分离;随着刀宽的增大,切削力也随之增大,但土屑的流动性降低;随着前角的增大,切屑的破碎状态和流动性降低,导致堆积在切刀的刀刃处,阻碍切削的持续进行。

关键词: 盾构切刀, 仿真模拟, 土屑, 切削力, 切深, 刀宽, 前角

Abstract:

A threedimensional simulation model of soil cutting by shield cutter is established by means of ALE algorithm, linear DruckerPrager constitutive model and shear failure criterion with mesh deletion function based on ABAQUS software. The soil flow state and cutting force under different cutting parameters are studied. The study results show that: 1) The cutting force varies a little with the cutting depth varies; and the soil separating rate decreases with the cutting depth increases. 2) The cutting force increases and the soil flowability decreases with the cutter width increases. 3) The soil flowability decreases with the front angle increases.

Key words: shield cutter, simulation, soil scrap, cutting force, cutting depth, cutter width, front angle

中图分类号: