硬岩掘进装备支撑系统界面接触刚度非线性特性

发布时间：2018-05-28 19:13

  本文选题：界面接触刚度 + 复杂地质　； 参考：《机械工程学报》2014年21期

【摘要】：隧道岩石表面形貌和岩石力学特性对撑靴接触界面刚度特性关系密切。根据隧道岩石形貌特点,采用分形数学模型分析不同分形参数与表面粗糙度之间的关系,通过投影方法建立三维隧道岩石粗糙表面数值分析模型。考虑岩石隧道表面粗糙度,岩石力学特性、撑靴数量以及复合岩层等工况,分析不同参数下撑靴载荷与法向接触刚度之间的关系。结果表明:掘进装备的支撑系统界面法向接触刚度随着法向力、分形维数、弹性模量的增大而增大,随着特征尺度系数的增大而减小;撑靴数量的增加会带来界面法向刚度增加。在相同载荷下,双撑靴的接触刚度接近单撑靴接触刚度的两倍;岩石成分比例相同时,其法向刚度最小;当岩石成分比例不同时,较小弹性模量岩石成分越高,其法向刚度越大;岩石成分比例不同的情况下,其法向刚度相差不大。
[Abstract]:The surface morphology and mechanical properties of tunnel rock have a close relationship with the contact interface stiffness. According to the characteristics of tunnel rock morphology, the relationship between different fractal parameters and surface roughness is analyzed by using fractal mathematical model, and the three-dimensional tunnel rock rough surface numerical analysis model is established by projection method. Considering the surface roughness of rock tunnel, the mechanical properties of rock, the number of supporting boots and the composite rock layer, the relationship between the load and the normal contact stiffness under different parameters is analyzed. The results show that the normal contact stiffness increases with the increase of normal force, fractal dimension and elastic modulus, and decreases with the increase of characteristic scale coefficient. An increase in the number of boots will lead to an increase in the normal stiffness of the interface. Under the same load, the contact stiffness of double braced boot is close to twice the contact stiffness of single bracing boot; when the rock composition is the same, the normal stiffness is the smallest; when the rock component ratio is different, the lower elastic modulus rock component is, the higher the rock component is. The greater the normal stiffness is, the smaller the normal stiffness is when the rock composition ratio is different.
【作者单位】： 上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(51275292) 国家重点基础研究发展计划(973计划,2013CB035403)资助项目
【分类号】：U451

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1947858