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Die angemessene Festlegung der Eindringtiefe des TBM-Scheibenschneiders ist entscheidend für die Gesteinszerstörungseffizienz in extrem harten Gesteinsgeologien. Im Bauabschnitt des Zijing-Tunnelprojekts von Dujiangyan zum Mount Siguniang, das auf extrem hartes Dioritgestein (mit einer einachsigen Druckfestigkeit von über 230 MPa) stieß, wurden folgende Schritte unternommen, um den Einfluss der Eindringtiefe auf das Schneiden des extrem harten Dioritgesteins durch den Scheibenschneider zu untersuchen: Zunächst wurden unter Verwendung einer selbstentwickelten, kleinen Testplattform für lineares Gesteinsbrechen Experimente für vier Eindringtiefen: 1,5, 2,0, 2,5 und 3,0 mm durchgeführt, bei fixem Schneidabstand und mit/ohne Einschlussbedingungen. Zweitens wurde unter Verwendung einer hochpräzisen Modellierungsmethode für kristalline Gesteinsmaterialien basierend auf dreidimensionalen Partikelclustern ein numerisches Modell in Vollgröße für das lineare Schneiden von Dioritgestein mit dem Scheibenschneider erstellt. Es wurden sieben Eindringtiefen von 1,0 bis 10,0 mm unter einem festen Schneidabstand von 80 mm getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass sich unter seitlichem Einschluss das Versagen von Diorit von Gleiten und Extrusion zu Zerkleinern verschiebt, während es ohne Einschluss hauptsächlich seitlich absplittert, wobei die Menge an Gesteinsabbruch und die Ausscheidungsdistanz mit zunehmender Eindringtiefe steigen. Die Normalkraft des Scheibenschneiders steigt mit der Eindringtiefe, mit einem kritischen Punkt von 4 mm, nach dem die Last langsam, die Eindringtiefe jedoch signifikant steigt, was eine effiziente Gesteinszerstörungsphase markiert. Die spezifische Energieeffizienz erreicht in Tests bei 3 mm Eindringtiefe und in Simulationen bei 4 mm ihren Höhepunkt, was auf die Einschränkungen des Prüfzubehörs zurückzuführen ist. Die kombinierten Ergebnisse deuten auf eine optimale Eindringtiefe von 4 mm hin.
Gao et al. (Sun,) untersuchten diese Frage.