渐变断面工况下TBM撑靴辅助工装与围岩耦合特性分析
马修泉
苗茺
谢苗
王浩男
辽宁工程技术大学 机械工程学院,阜新 123000
摘要：[目的]针对渐变断面新工况下辅助支撑装备的研究较少,现有隧道掘进机(Tunnel Boring Machine,TBM)支撑推进机构均无法满足新工况下的工作需求等问题,对撑靴辅助装备与围岩间的接触力学行为进行分析,得到接触区域的综合应力与综合位移等力学参数,以便于对工装稳定性与TBM整机掘进效率进行评估,为工程装备设计提供依据.[方法]首先,基于浙江缙云抽蓄电站排水廊道渐变断面施工工况,建立撑靴辅助工装在不同支撑状态下与围岩的耦合接触模型.然后,探究工装伸长量、工装靴体与围岩间的贴合角度、工装靴体与围岩表面的接触面积、不同岩石类型对耦合力学特性的影响.最后,绘制辅助工装靴体与围岩接触面的综合应力、法向接触应力和综合位移分布图,对不同支撑状态和工况下撑靴辅助工装靴体与围岩的接触耦合力学特性进行对比分析.[结果]结果表明,撑靴辅助工装靴体与围岩完全接触时,综合应力和法向接触应力分布不均,且有较大突变;随贴合角的增大,两表面间的最大综合位移增大;靴体与围岩仅中间区域接触时,综合应力、法向接触应力和围岩的最大综合位移均大于完全接触时的相应值;当耦合接触参数相同时,Ⅰ类围岩所受的综合应力的最大值大于Ⅱ、Ⅲ类围岩,综合位移的最大值小于Ⅱ、Ⅲ类围岩,Ⅱ、Ⅲ类围岩所受综合应力和综合位移的主要集中区域大于Ⅰ类围岩,表明软质岩更易发生屈服破坏和滑移变形.
关键词：渐变断面工况撑靴辅助工装刚-柔耦合接触特性围岩变形
分类号：TU455(土力学、地基基础工程)TV672.1(水利枢纽、水工建筑物)
论文发表日期：2026-07-31
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 137-147 )
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