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摘要
高压水射流与机械滚刀相联合破岩技术的出现，改变了传统隧道掘进机（tunnel boring machine，简称TBM）的作业方式。以高压水射流在滚刀两侧岩体切槽的破岩模式为研究对象，开展常截面滚刀压头贯入不同预切槽深度白砂岩板状试样的试验和数值模拟计算分析，对破裂后图像进行DIC分析，研究发现：切槽的存在，阻断了刀具贯入裂纹的拓展，使能量能够更加集中于压头下方的局部岩石块体，有利于形成“八”字形贯通裂纹，促进岩石的破碎；随着槽深增加，压头下方岩石内部的应力状态和力学响应分区逐渐过渡改变。槽深较大时，压头下方的力学响应区域在原有裂纹扩展区、弹性区之间增加了破坏过渡区，该区域内微裂纹被压密，区域内岩石存在较大变形，但未出现明显破坏；切槽后，滚刀压头下方的岩体破坏机制由无切槽试样挤压剪切为主导的径向裂纹拓展，演变为由刀具和切槽共同控制作用—拉伸剪切为主导的主裂纹扩展。
- 出版日期2022
- 单位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; 中国科学院大学
