节理倾向对TBM滚刀破岩模式及掘进速率影响的试验研究

摘要：

岩体中节理面与掘进方向的夹角是影响TBM破岩速率的一个重要因素.通过试验对TBM滚刀破岩时不同节理面与掘进方向夹角的影响效果进行研究,试验采用2种不同强度的混凝土试块模拟岩石,节理面与加载力夹角α分别为0°,30°,60°和90°.通过试验分析,主要得出以下结论:(1) 当α从0°增大至60°时,破岩角( 随之增大;当α = 90°时,β= 33°～50°,与Hertzian裂纹破岩角相近.侧向裂纹与节理方向夹角Δγ 随(变化时则保持为40°～70°.对于中间裂纹与节理方向夹角Δγ,当α≤30°时,Δγ= 0°～10°,中间裂纹与节理面接近平行;当α≥60°时,Δγ迅速增大,中间裂纹与节理面相交从而形成破岩碎片;(2) 节理岩体有3种破岩模式:第一种是从刀具下方破碎区生成侧向裂纹并向自由面或节理面扩展形成碎片;第二种是α≥60°时,中间裂纹向节理面扩展而形成碎片;第三种是α≥30°时,由于节理变形使裂纹从节理面起裂并向自由面扩展从而形成破岩碎片;(3) 当α= 60°时,破岩速率达到最高值,节理对高强度岩体的破岩影响程度更大.

关键词：隧道工程、节理倾向、裂纹扩展、应力分布、破岩模式、破岩速率

所属期刊栏目：30

分类号：U45(隧道工程)

资助基金：中国留学基金委项目;国家高技术研究发展计划863项目2008AA062104

在线出版日期：2011-04-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：155-163