马稳，周小平,b，翟淑芳，毕靖

(重庆大学 a.土木工程学院；b.山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045)



复合岩体的TBM破岩机理数值模拟

马稳a，周小平a,b，翟淑芳a，毕靖a

(重庆大学 a.土木工程学院；b.山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045)

为了指导TBM刀盘刀具的研制和不同地质条件下刀盘刀具的选型，TBM破岩机理的研究成为核心。在TBM滚刀的作用下，岩体中裂纹的生成、扩展和连接规律是深刻理解TBM破岩机理的前提，因此,TBM滚刀破岩机理的研究具有重要的工程应用价值。目前，TBM滚刀破岩机理的研究主要集中在单一岩体中,但在TBM施工过程中会遇到各种复杂的地质条件。笔者采用离散元方法，研究了复合岩体的破岩机理，复合岩体中岩片的形成不同于单一岩体，其裂纹的最终连接是由起裂于复合岩体交界面上的微裂纹的扩展，将两滚刀之间的赫兹裂纹连接，最终形成岩片。因此，在一定情况下复合岩体更有利于TBM隧道施工。

复合岩体；隧道掘进机；滚刀；破岩机理

根据以往工程施工经验，当岩石隧道的长径比大于600时，隧道施工采用全断面岩石掘进机(TBM)是相对比较经济的[1]。随着岩石隧道日益增多，TBM在隧道施工中发挥的作用日趋重要。为了节约成本、提高隧道施工效率，中国已把自主研制TBM作为一项首要任务[2]。为了指导TBM刀盘刀具的研制和不同地质条件下刀盘刀具的选型，TBM破岩机理的研究成为核心。在TBM滚刀的作用下，岩体中裂纹的生成、扩展和连接规律是深刻理解TBM破岩机理的前提。……