شبیه سازی عددی برش سنگ با تیغه دیسکی TBM در آزمون برش خطی

برآورد دقیق نیروهای برشی وارد بر تیغه ها برای طراحی عوامل عملیاتی TBM مثل نیروی پیشران و گشتاور بسیار مهم است. برای انجام این کار، ابتدا نیروهای برشی وارد بر یک دیسک منفرد و همچنین عملکرد آن برای یک سنگ خاص با انجام آزمون های برش سنگ تعیین می شود. سپس نتایج آن برای استفاده و طراحی TBM در همان نوع سنگ تعمیم داده می شود. با توجه به عدم امکان انجام آزمون های برش خطی بزرگ مقیاس در کشور، در این تحقیق آزمون برش خطی با استفاده از روش عددی شبیه سازی شد. ابتدا نیروهای وارد بر یک دیسک سالم از نوع مقطع ثابت و همچنین انرژی ویژه برش با استفاده از کد المان محدود ABAQUS تخمین زده شد و برای صحت سنجی، نتایج مدل عددی با نتایج آزمایشگاهی آزمون برش خطی مقایسه شد. مقایسه نیروها و انرژی ویژه برش حاصل از شبیه سازی عددی با آزمون های برش خطی واقعی تطابق بسیار خوبی را نشان داد. مقایسه نتایج نشان داد که نیروهای برش حاصل از شبیه سازی، انحراف حداکثر 15 و 21 درصدی به ترتیب برای نیروی قائم و نیروی غلتشی نسبت به میانگین نیروها در کار آزمایشگاهی دارد.