盾构机切削力学研究：三维数值模拟与切削力分析

"盾构机切刀切削岩土过程的三维数值模拟研究" 这篇论文主要探讨了盾构机在隧道挖掘过程中切刀切削岩土的力学行为，并通过三维数值模拟进行了深入研究。作者崔娟和李守巨利用了有限元分析软件ABAQUS，该软件是工程领域广泛使用的工具，特别适用于复杂的结构分析。他们采用了扩展的Drucker-Prager材料本构模型，这是一种广泛用于地质材料模拟的弹塑性模型，能够较好地描述岩土在应力应变曲线中的非线性行为。 在ABAQUS中，研究人员还引入了shear damage定义的材料剪切失效模型，这种模型能够模拟材料在剪切作用下逐渐破坏的过程，对于理解切削过程中岩土的破碎和破坏机制至关重要。通过建立三维动态数值分析模型，他们得以模拟盾构机切刀切割岩土的整个过程，从而观察并分析岩土破碎的动态行为和切削力的变化规律。 论文结果显示，切削力与岩土的粘聚力有直接关系，粘聚力越大，切削力也相应增大。这一发现对于优化盾构刀具设计，提高其在不同地质条件下的适应性和工作效率具有指导意义。此外，研究还探讨了不同地质条件如何影响切削力，这对于预测和控制盾构施工过程中的力学问题，以及合理选择施工参数具有重要价值。 关键词包括盾构机切刀、切削力、数值模拟、Drucker-Prager模型和剪切失效，这些都反映了论文的核心内容和研究方法。该研究属于隧道工程和岩土力学的交叉领域，对理解和改进盾构掘进技术有深远的影响，特别是在复杂地质条件下的应用。这项工作为盾构机在实际工程中的应用提供了重要的理论依据和参考。