岩石节理倾角和间距对隧道掘进机破岩特性影响的试验研究

为了研究岩体节理参数（节理间距和节理倾角）对全断面岩石掘进机（tbm）盘形滚刀破岩效果的影响，对实际条件进行简化，在改进的试验装置上进行压头作用下相似材料的变形、破坏试验。采集整个加载过程中压头的侵入深度和荷载数据，并采用相机实时拍摄，获得试件表面破坏的发展过程以及最终破坏形态。试验结果表明，当节理倾角一定时，随着节理间距增大，达到跃进点的贯入荷载值增加，侵入功以及主裂纹扩展能量也都呈增大趋势，当=0°、90°时，抗侵入系数基本一致，当=30°、60°时，抗侵入系数逐渐增大。当节理间距一定时，随着角度的增加，跃进点荷载、抗侵入系数、侵入功以及主裂纹扩展能量都呈现先减小后增大趋势，在=30°时，各值都为最小值。根据试件破坏后形态分析发现，节理的空间特征对裂纹扩展模式有明显的控制作用，对破坏区域的形成也有明显的限制。