| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-28页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第11-12页 |
| 1.2 课题来源 | 第12-13页 |
| 1.3 滚刀破岩研究现状 | 第13-21页 |
| 1.3.1 理论研究进展 | 第13-14页 |
| 1.3.2 试验研究现状 | 第14-20页 |
| 1.3.3 仿真研究现状 | 第20-21页 |
| 1.4 激光破岩技术研究现状 | 第21-24页 |
| 1.4.1 理论研究进展 | 第22页 |
| 1.4.2 试验研究现状 | 第22-23页 |
| 1.4.3 仿真研究现状 | 第23-24页 |
| 1.5 研究中存在的问题 | 第24-25页 |
| 1.6 论文主要研究内容 | 第25-27页 |
| 1.7 本章小结 | 第27-28页 |
| 第2章 基于滚刀/激光破岩机理的激光辅助滚刀破岩构想提出 | 第28-36页 |
| 2.1 刀盘系统结构特征介绍 | 第28-30页 |
| 2.1.1 刀盘主体介绍 | 第28-29页 |
| 2.1.2 滚刀结构及刀圈刃形特征 | 第29-30页 |
| 2.2 滚刀破岩机理 | 第30-33页 |
| 2.2.1 滚刀侵岩机理 | 第30-32页 |
| 2.2.2 滚刀回转滚压破岩机理 | 第32-33页 |
| 2.3 激光技术的应用及激光破岩机理 | 第33-34页 |
| 2.3.1 激光技术的应用 | 第33页 |
| 2.3.2 激光破岩机理 | 第33-34页 |
| 2.4 激光-刀盘耦合破岩原型机初步设计 | 第34-35页 |
| 2.5 本章小结 | 第35-36页 |
| 第3章 激光破岩有限元建模及试验验证 | 第36-49页 |
| 3.1 激光破岩过程温度场及应力场理论模型 | 第36-39页 |
| 3.1.1 模型简化与问题假设 | 第36-37页 |
| 3.1.2 温度场热传导分析 | 第37-38页 |
| 3.1.3 激光热源模型选择 | 第38页 |
| 3.1.4 岩石应力场及损伤模型 | 第38-39页 |
| 3.2 激光破岩过程有限元建模 | 第39-44页 |
| 3.2.1 数值模拟平台选择 | 第39页 |
| 3.2.2 建模基本流程 | 第39-40页 |
| 3.2.3 网格设置 | 第40-41页 |
| 3.2.4 花岗岩热物性能参数和物理力学参数 | 第41-42页 |
| 3.2.5 激光破岩数值模拟结果分析 | 第42-44页 |
| 3.4 激光破岩试验验证 | 第44-48页 |
| 3.4.1 激光照射岩石试验 | 第44-46页 |
| 3.4.2 不同激光功率下孔径/孔深形貌分析 | 第46-48页 |
| 3.5 本章小结 | 第48-49页 |
| 第4章 滚刀侵岩建模及试验验证 | 第49-70页 |
| 4.1 基于LS-DYNA的瞬态非线性动力学理论 | 第49-56页 |
| 4.1.1 材料本构模型 | 第49-50页 |
| 4.1.2 控制方程 | 第50-51页 |
| 4.1.3 花岗岩材料模型验证 | 第51-56页 |
| 4.2 TBM滚刀侵岩建模 | 第56-59页 |
| 4.2.1 建模基本流程与模型简化 | 第56-57页 |
| 4.2.2 单元类型选择及网格划分 | 第57-58页 |
| 4.2.3 材料模型的选取及参数设置 | 第58页 |
| 4.2.4 接触设置和边界约束 | 第58页 |
| 4.2.5 计算求解和结果处理 | 第58-59页 |
| 4.3 滚刀侵岩仿真结果分析 | 第59-62页 |
| 4.3.1 滚刀侵岩应力分析 | 第59页 |
| 4.3.2 滚刀侵岩载荷变化规律 | 第59-61页 |
| 4.3.3 破岩量-侵深曲线分析及破碎比能耗计算 | 第61-62页 |
| 4.4 滚刀侵岩试验验证分析 | 第62-68页 |
| 4.4.1 实验平台装置及实验方案介绍 | 第62-66页 |
| 4.4.2 试验结果分析 | 第66-68页 |
| 4.5 本章小结 | 第68-70页 |
| 第5章 激光辅助滚刀破岩建模与侵岩试验 | 第70-99页 |
| 5.1 “两步法”激光辅助滚刀侵岩仿真建模方法 | 第70-79页 |
| 5.1.1 建模流程 | 第70-71页 |
| 5.1.2 岩石几何模型的重建 | 第71-72页 |
| 5.1.3 激光孔辅助滚刀侵岩宏观过程分析 | 第72-76页 |
| 5.1.4 激光辅助滚刀侵岩结果数据分析 | 第76-79页 |
| 5.2 激光辅助滚刀侵岩试验与分析 | 第79-92页 |
| 5.2.1 试验方案介绍 | 第79-81页 |
| 5.2.2 试验结果分析与讨论 | 第81-92页 |
| 5.3 激光辅助滚刀滚压破岩仿真分析 | 第92-97页 |
| 5.3.1 激光孔辅助滚刀滚压破岩过程分析 | 第92-95页 |
| 5.3.2 激光孔辅助滚刀滚压破岩载荷分析 | 第95-97页 |
| 5.4 本章小结 | 第97-99页 |
| 第6章 总结与展望 | 第99-101页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第99-100页 |
| 6.2 后续研究展望 | 第100-101页 |
| 参考文献 | 第101-109页 |
| 致谢 | 第109-110页 |
| 攻读硕士期间主要研究成果 | 第110页 |