关键词：复合岩体;隧道掘进机;滚刀;破岩机理

基金项目：国家重点基础研究发展规划（973计划）（2014CB046903）；国家自然科学基金（51325903、51279218）；重庆市自然科学基金院士专项（cstc2013jcyjys30002、cstc

作者单位

马稳重庆大学 土木工程学院, 重庆 400045

周小平重庆大学 土木工程学院, 重庆 400045;重庆大学 山地城镇建设与新技术教育部重点实验室, 重庆 400045

翟淑芳重庆大学 土木工程学院, 重庆 400045

毕靖重庆大学 土木工程学院, 重庆 400045

摘要

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。