基于离散元数值模拟对TBM掘进参数的预测

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【摘要】为解决由于地质条件复杂造成TBM掘进效率低下问题，以青岛地铁8号线大洋站—青岛北站区间平行导洞隧道为依托，基于PFC3D离散元对滚刀破岩进行数值模拟，得到了TBM在不同地层条件下的掘进参数规律。结果表明：在凝灰岩破碎带地层中，刀盘推力和刀盘扭矩的波动情况是最大的；在地质情况较好的微风化安山岩地层中，掘进参数的波动范围最小，所以在穿越破碎带地层时，应加强对掘进参数控制；预测了在刀盘转速为3r／min和贯入度为10mm的条件下，掘进机在凝灰岩破碎带、微风化凝灰岩、微风化安山岩地层中，刀盘推力均值分别为8700kN、8 200 kN、7500kN，刀盘扭矩均值分别为1640kN·m、1700 kN·m、1750kN·m；此方法减少了TBM掘进机在复杂地层下掘进的盲目性和调整次数，提高了掘进效率和安全性。（剩余2668字）