刘成，黄琳，肖宇豪，马天龙

(南京林业大学土木工程学院，南京 210037)

随着我国经济的快速发展，城市地下交通网络的建设也随之加快，盾构法凭借其安全高效的优点得到了广泛的应用。然而，在盾构机穿越富水及黏性地层的过程中，刀盘切削下来的渣土受到挤压后，极易在刀盘中心位置形成泥饼，并逐渐向四周扩散[1-2]。严重时泥饼会导致刀盘开口堵塞、刀盘扭矩增大以及掘进速率降低等问题[3-4]。因此，研究黏土与盾构刀盘间的黏附作用，选取适当的泥饼防治措施，在实际工程中有重要的意义。

目前，运用仿生手段减小土体黏附是机械减黏的热点问题[5]。例如，孙久荣等[6]开展了蜣螂非光滑体表以及运动时体表电位的变化对土体黏附影响的试验研究；Liu等[7]研究了蚯蚓非光滑体表以及体表润滑黏液对土体黏附的影响。对土壤动物体表非光滑结构减黏机制的研究是其中的关键。

丛茜等[8]仿照步甲的体表结构设计了凸包形推土板，通过与光滑推土板的对比试验发现，凸包形推土板具有更好的减黏脱土效果；刘国敏等[9]通过离散单元法模拟蚯蚓波纹状体表与土体间的接触状态，从仿真结果中发现波纹状表面与土体接触时会产生孔隙，使得表面与土体的接触时间和面积均减小；冯艳艳等[10]仿照河蚌体表设计了带有波纹表面的疏浚刀，通过离散元仿真模拟疏浚刀的水下作业，发现土体受到波纹凸起的挤压作用后，对土体产生较大的扰动，这对土体的脱附起到了一定的作用。……