| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 目录 | 第6-9页 |
| 1 绪论 | 第9-21页 |
| 1.1 课题研究背景及来源 | 第9-11页 |
| 1.1.1 课题研究背景 | 第9-10页 |
| 1.1.2 课题来源 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-18页 |
| 1.2.1 TBM硬岩隧道掘进机研究进展 | 第11-12页 |
| 1.2.2 岩石力学特性研究进展 | 第12-13页 |
| 1.2.3 盘形滚刀破岩力学模型研究进展 | 第13-16页 |
| 1.2.4 盘形滚刀数值模拟研究进展 | 第16-17页 |
| 1.2.5 盘形滚刀刀间距和贯入度研究进展 | 第17-18页 |
| 1.3 地应力环境下盘形滚刀研究的目的和意义 | 第18-19页 |
| 1.4 论文的主要研究内容 | 第19-21页 |
| 2 地应力下盘形滚刀力学模型研究 | 第21-33页 |
| 2.1 引言 | 第21页 |
| 2.2 基于mohr强度准则的岩石力学性能变化分析 | 第21-25页 |
| 2.2.1 岩石强度准则分析 | 第21-23页 |
| 2.2.2 岩石强度变化规律分析 | 第23-25页 |
| 2.3 盘形滚刀破岩影响因素分析 | 第25-29页 |
| 2.3.1 滚刀破岩机理分析 | 第26-27页 |
| 2.3.2 地应力对滚刀破岩受力的影响 | 第27-28页 |
| 2.3.3 刀间距S和贯入度P对滚刀破岩受力的影响 | 第28-29页 |
| 2.4 地应力下盘形滚刀破岩模型的建立 | 第29-32页 |
| 2.4.1 中南大学力学模型分析 | 第29-31页 |
| 2.4.2 地应力下滚刀三向力模型的建立 | 第31-32页 |
| 2.5 本章小结 | 第32-33页 |
| 3 地应力下盘形滚刀破岩数值模拟研究 | 第33-53页 |
| 3.1 引言 | 第33页 |
| 3.2 盘形滚刀破岩数值模拟系统 | 第33-37页 |
| 3.2.1 ANSYS/LS-DYNA软件简介 | 第33-34页 |
| 3.2.2 滚刀破岩模拟原理及过程分析 | 第34-37页 |
| 3.3 数值模拟模型的建立和分析 | 第37-45页 |
| 3.3.1 制定数值模拟方案 | 第37-38页 |
| 3.3.2 建立有限元模拟模型 | 第38-39页 |
| 3.3.3 设置材料模型 | 第39-44页 |
| 3.3.4 控制接触条件 | 第44页 |
| 3.3.5 确定模拟边界条件 | 第44-45页 |
| 3.3.6 控制沙漏和粘性阻尼 | 第45页 |
| 3.4 数值模拟结果分析 | 第45-52页 |
| 3.4.1 盘形滚刀载荷特性 | 第45-48页 |
| 3.4.2 破岩特征分析 | 第48-50页 |
| 3.4.3 理论载荷与数值模拟载荷对比分析 | 第50-52页 |
| 3.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 4 地应力下典型刀间距和贯入度匹配研究 | 第53-75页 |
| 4.1 引言 | 第53页 |
| 4.2 现有工程案例分析 | 第53-57页 |
| 4.2.1 甘肃引洮工程 | 第53-54页 |
| 4.2.2 锦屏二级水电站工程 | 第54-57页 |
| 4.3 建立双刀破岩模拟模型 | 第57-62页 |
| 4.3.1 制定数值模拟方案 | 第57页 |
| 4.3.2 颗粒流模型的标定 | 第57-61页 |
| 4.3.3 双刀破岩模型的建立 | 第61-62页 |
| 4.4 模拟结果分析 | 第62-73页 |
| 4.4.1 破碎现象和破岩面积分析 | 第62-68页 |
| 4.4.2 比能耗计算分析 | 第68-69页 |
| 4.4.3 各地应力下刀间距和贯入度最优匹配值的确定 | 第69-73页 |
| 4.5 本章小结 | 第73-75页 |
| 5 实验研究 | 第75-89页 |
| 5.1 引言 | 第75页 |
| 5.2 实验内容和主要目的 | 第75页 |
| 5.3 100T回转式TBM刀具破岩试验台 | 第75-78页 |
| 5.3.1 试验台简介 | 第75-77页 |
| 5.3.2 试验台控制系统及信号采集系统 | 第77-78页 |
| 5.4 实验试样的制备和实验方案 | 第78-81页 |
| 5.4.1 实验材料及其力学性能分析 | 第78-80页 |
| 5.4.2 实验方案分析 | 第80-81页 |
| 5.5 实验结果分析 | 第81-88页 |
| 5.5.1 破岩载荷分析 | 第81-83页 |
| 5.5.2 破岩现象分析 | 第83-86页 |
| 5.5.3 破岩量和比能耗分析 | 第86-88页 |
| 5.6 本章小结 | 第88-89页 |
| 6 总结与展望 | 第89-91页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第89页 |
| 6.2 后续工作展望 | 第89-91页 |
| 参考文献 | 第91-97页 |
| 攻读学位期间的主要研究成果 | 第97-98页 |
| 致谢 | 第98页 |
