【摘 要】
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确定岩石隧道掘进机滚刀破岩过程中岩石力学响应分区是研究滚刀-岩石相互作用过程的基础,也是建立滚刀破岩力计算模型的关键.基于空腔膨胀理论,分析滚刀贯入过程中岩石力学响
【机 构】
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中铁十四局集团有限公司,山东济南250014;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉430071
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确定岩石隧道掘进机滚刀破岩过程中岩石力学响应分区是研究滚刀-岩石相互作用过程的基础,也是建立滚刀破岩力计算模型的关键.基于空腔膨胀理论,分析滚刀贯入过程中岩石力学响应过程和分区,建立滚刀破岩过程空腔膨胀模型.在此基础上通过理论推导得到各响应分区力学形成机理和尺寸信息,并分析各响应分区在不同破岩条件下的变化规律.结果 表明:在滚刀贯入过程中,岩石可以划分为5个响应分区:处于静水压力状态的密实核区、压剪破坏占据主导地位的破碎区、拉伸破坏控制的径向裂纹区、弹性区和未扰动区.岩石强度和围压是影响破岩效果的重要因素.随着岩石单轴抗压强度的增加,径向裂纹区和弹性区尺寸近似线性增加,破碎区尺寸基本保持不变.随着围压的增加,径向裂纹区和弹性区尺寸迅速减小,破碎区尺寸则不受影响.
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