مطالعه تاثير فاصله داري و عمق نفوذ برنده هاي حفار چاه بر مكانيزم خردايش سنگ توسط نرم افزار PFC2D

در این مقاله با استفاده از نرم افزار PFC2D تأثیر فشار محصوركننده، فاصله داری و عمق نفوذ دیسك بر مكانیزم شكست سنگ بررسی شده است. به این منظور مدل عددی با ابعاد cm 60 و cm 120 آمادهسازی شد. این مدل كه دارای مقاومت كششی MPa 5 می باشد، تحت 4 فشار محصوركننده متفاوت MPa 5 ، MPa 10 ، MPa 15 و MPa 20 قرار گرفت. در هر شرایط، دو دیسك U شكل با فاصلهداری a2 ، a3 ، a4 ، a5 و a6 ( a: عرض انتهایی لبه دیسك( نیرو را به سطح سنگ اعمال مینمایند و باعث شكست سنگ میشود. در هر فاصله داری، دیسك در 5 عمق مختلف mm3 ، mm4 ، mm5 ، mm6 و mm7 در مدل نفوذ می كند. بطور كلی 100 مدل عددی ساخته شد. مقدار تنش شكست و مكانیزم شكست در هر مدلسازی ثبت گردید. نتایج نشان میدهند كه 4 ناحیه با رفتار مكانیكی متفاوت در زیر دیسك قابل شناسایی است: ناحیه خردشده، ناحیه انتقالی، ناحیه پلاستیك و ناحیه الاستیك با افزایش فشار محصوركننده رشد ترك قائم متوقف شده و تركها تمایل دارند به صورت افقی و به موازات تنش محصوركننده منتشر شوند. همچنین در فشارهای محصوركننده زیاد فاصلهداری بهینه دیسكها برابر با a2 است. همچنین تنش شكست ارتباط زیادی با فشار محصوركننده دارد، در حالیكه فاصلهداری دیسكها در تنش شكست تأثیرگذار نمیباشد..

In this paper the effect of the ratio of disc spacing to penetration depth on the efficiency of TBM performance has been investigated using Particle flow code (PFC) in two dimensions. A model with dimension of 120*60 mm Consisting 13456 discs was simulated. The models have tensile strength of 5 MPa. Two “U” shape cutters with width of 1mm were penetrated into rock model by velocity of 0.1mm/s. The spacing between the cutters was 1mm, 2mm, 3mm, 4mm and 5 mm. Failure patterns for 5 different penetration depths of 3mm, 4mm, 5mm, 6, and 7 mm were registered