双轮铣槽机铣削过程及截齿入岩顺序优化研究

作     者：肖建成 周辉 卢景景 冯春 徐福通 XIAO Jian-cheng;ZHOU Hui;LU Jing-jing;FENG Chun;XU Fu-tong

作者机构：中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室北京100190 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2022年第43卷第4期

页      面：981-994页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(No.41941018) 中国科学院基础前沿科学研究计划(No.ZDBS-LY-DQC022) 中国科学院科技服务网络计划(STS计划)项目(No.KFJ-STS-QYZD-174) 华能集团科技项目(No.HNKJ19-H14) 

主　　题：双轮铣槽机 布齿系统 优化应用 连续-非连续单元法(CDEM) 

摘      要：双轮铣槽机(简称“双轮铣)是地下连续墙的专业施工装备,布齿系统是其核心部件,其参数设计与破岩性能密切相关。基于连续-非连续单元法(CDEM),建立了铣轮铣削岩土体过程的三维仿真模拟方法。在此基础上,考虑自由面与铣削关联性等因素,对布齿系统截齿入岩顺序影响破岩性能机制进行了研究,建立了关联铣削条件下以预置相邻自由面数目为主要影响因素的入岩顺序数值概化模型。结果表明:(1)获得的铣轮铣削岩土体的铣削力与铣削深度曲线,验证了此数值模拟方法的正确性;(2)相比于完整岩体,具有单相邻预设自由面与双相邻预设自由面岩样的峰值荷载分别下降了32.5%与68.2%,破岩能耗分别下降了19.8%与56.6%;(3)布齿系统中双相邻预设自由面的截齿占总体截齿数目比值越大,布齿系统整体能耗越低,异构式布齿系统能耗低于顺序式。研究成果为完善双轮铣槽机破岩过程与布齿系统优化提供了基础。