蒋明镜， 孙　亚， 王华宁， 袁聚云

(1. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室， 上海 200092； 2. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室， 上海 200092；3. 同济大学 土木工程学院， 上海 200092； 4. 同济大学 航空航天与力学学院， 上海 200092)



全断面隧道掘进机破岩机理离散元分析

蒋明镜1,2,3， 孙亚1,2,3， 王华宁1,4， 袁聚云1,2,3

(1. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室， 上海 200092； 2. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室， 上海 200092；3. 同济大学 土木工程学院， 上海 200092； 4. 同济大学 航空航天与力学学院， 上海 200092)

摘要：将基于微观胶结试验得到的岩石微观力学模型植入离散元软件，模拟滚刀破岩过程并重点分析滚刀破岩各阶段的宏微观机理.结果表明：滚刀破岩过程按破岩阻力和侵入深度的关系可以分为3个阶段，即加载阶段、卸载阶段和残余跃进阶段；破岩过程中的胶结破坏主要分为拉破坏和剪扭破坏2种类型，其中，中裂纹主要由拉剪扭复合破坏引起，斜裂纹主要由拉破坏引起，证实了张拉破坏理论.加载阶段是滚刀破岩的必经阶段，卸载阶段是滚刀破岩的关键阶段，有效利用卸载阶段破碎特性可以提高破岩效率.

关键词：全断面隧道掘进机(TBM)； 破岩机理； 离散元模拟

伴随着西部大开发的步伐，越来越多的隧道需要在地质条件复杂的地区施工.为保证高效、安全的施工，全断面隧道掘进机(TBM)正发挥着越来越大的作用.

TBM掘进的过程是滚刀不断切割岩体的过程,因此滚刀的破岩机理一直是研究的热点问……