3차원 입자결합모델을 이용한 디스크 커터의 암석절삭에 관한 연구
Three Dimensional Numerical Analysis on Rock Cutting Behavior of Disc Cutter Using Particle Flow Code
0
조회
0
다운로드
2
인용
0
참고문헌
키워드
초록
선형절삭시험(Linear Cutting Machine)은 TBM(Tunnel Boring Machine)에서의 디스크 커터 설계와 굴진성능 예측을 위한 가장 신뢰성 있는 시험 중의 하나로서, 실대형 암석시료를 대상으로 실제의 커터 하중을 예측할수 있는 장점을 갖고 있지만, 시료의 채취 및 운반이 용이하지 않고, 1회 시험에 많은 비용이 소요되는 단점을갖고 있다. 최근 선형절삭시험이 갖는 이러한 경제적･시간적 제약점들을 극복할 수 있는 현실성 있는 수치모델의 개발에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 3차원 입자결합모델을 이용하여 디스크 커터의절삭에 의한 부산 응회암의 파쇄양상과 최적 커터간격을 도출하였다. 본 해석에서 분석된 비에너지는 14.3 MJ/m3 일 때 최소값을 나타냈다. 이때의 최적의 s/p 비는 약 16 으로 분석되었으며, 부산응회암의 선형절삭시험및 유한요소법에 의한 수치해석 연구결과와 유사한 경향을 나타냈다.
Abstract
The LCM (Linear Cutting Machine) test is one of the most powerful and reliable methods for designing the disc cutter and for predicting the TBM (Tunnel Boring Machine) performance. It has an advantage to predict the actual load on disc cutter from the laboratory test on the real-size large rock samples, however, it also has a disadvantage to transport and/or prepare the large rock samples and to need an extra cost for experiment. In order to overcome this problem, lots of numerical studies have been performed. In this study, the PFC3D (Particle Flow Code in 3 Dimension) has been adopted for numerical analysis on optimum cutter spacing and failure aspects of Busan Tuff. The optimum cutting condition with s/p ratio of 16 and minimum specific energy of 14 MJ/m3was derived from numerical analyses. The cutter spacing for Busan Tuff had the good agreements with those of LCM test and numerical analysis by finite element method.
참고문헌 (11)
- 장수호, "디스크 커터를 장착한 TBM 커터헤드의 최적 설계모델 도출을 위한 영향인자 분석", 대한토목학회 논문집C, 27(1C), pp.87~98 (2007), 대한토목학회
- Cho, J. W., "Linear cutting test and numerical study on the assessment of rock cuttability of a TBM disc cutter", 박사, pp.2010
- 조정우, "TBM 디스크 커터의 암석절삭에 관한 수치해석적 연구", 한국터널지하공간학회 논문집, 10(2), pp.139~152 (2008), 사단법인 한국터널지하공간학회
- Itasca, "PFC3D (Particle Flow Code in 3 Dimensions) Theory and Background 5", 4~9 (2004)
- 정호영, "선형절삭시험에 의한 이방성 암석에 대한 TBM 디스크커터 절삭 성능 평가 연구", 터널과 지하공간, 21(6), pp.508~517 (2011), 한국암반공학회
- Technical advisory final report for shield tunnel excavation of Busan subway 230 area, "Korean Tunnelling and Underground Space Association", 176~202 (2005)
- KSRM, "Numerical analysis of rock mechanics", pp.239~243 (2005), Gunsulbook
- Development of optimized excavation model for mechanized construction of rapidly tunnel, Reserch report, "MLTM", 168~213 (2007)
- Rostami, J., "A new model for perfomance prediction of hard rock TBMs", Proc. Rapid Excavation and Tunneling Conference (RETC), pp.793~809 (1993)
- Park, K. I., "Prediction of the optimum cutting condition of TBM disc cutter in Korean granite by the linear cutting test", Proc. of KSRM Conf., pp.217~236 (2006)
- Yu, S. H., "A study on rock cutting behavior by TBM disc cutter", 석사, pp.2007