邹 飞 ，李海波周青春莫振泽朱小明牛 磊杨风威

（1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071； 2. 贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司，贵阳 550000）

1 引 言

岩石节理特征是影响TBM（隧道全断面掘进机）滚刀破岩性能的重要因素之一。针对这一问题，国内外学者进行了大量的相关研究[1－6]，例如，美国科罗拉多矿业学院（Colorado School of Mines，CSM）通过巴西盘抗拉强度试验，获得岩石层理与加载方向不同夹角时的抗拉强度，以此来分析TBM 滚刀侵入方向与岩石层理面方向之间的关系对TBM 掘进性能的影响。挪威科技大学（NTNU）则根据岩体中裂隙、节理之问的间距将其分为5 类，用裂隙因子SK（裂隙和节理类别以及弱面与隧道轴线之间的夹角的函数）来评价裂隙和节理对TBM掘进性能的影响，并建立数据库和预测模型对实际工程的掘进进行有效的预测和指导。

龚秋明[7－8]通过离散元软件UDEC 对TBM 滚刀破岩过程进行了数值模拟，结果表明，节理间距、方向对岩石破碎过程中的裂纹扩展模式有着明显的影响。龚秋明等[9]还研究了锦屏Ⅱ级引水隧道工程中，大理岩的层厚对TBM 破岩效果和施工进度的影响，研究发现，薄层岩体在滚刀下容易形成完全贯穿岩层的裂纹而形成大块岩体，掌子面容易失稳，中层只有靠近层面才类似薄层，而厚、巨厚层岩体受岩层的影响较小，属于正常破岩。

Howarth[10]通过线性切割试验研究了岩体中存在一组节理时节理的间距对破岩效果的影响，试验结果表明，在贯入相同深度时，节理间距越小，贯入所需轴向推力越小。……