TBM滚刀多次贯入过程中软岩破坏行为研究

摘要

复合地层掘进过程中,TBM滚刀通常需要多次滚压才能顺利破碎软岩.为研究软岩在TBM滚刀多次贯入过程中的破坏行为,选择不同预设贯入度,进行立方体水泥砂浆试样多次贯入试验.分析不同贯入试验中不同预设贯入度下的贯入荷载、峰值荷载贯入度、破碎功和压密区深度变化过程和变化规律,研究软岩在不同贯入工况下的强度、变形性质和破坏行为.结果显示:在较小预设贯入度下多次贯入后岩石仍呈现脆性破坏行为,在较大预设贯入度下多次贯入后岩石出现明显塑性破坏行为;直接破坏的完整试样和多次贯入后破坏的试样在最后破坏时具有近似相等的跃进破坏荷载,但发生跃进破坏时对应不同的峰值荷载贯入度;存在一个最不利预设贯入度,当采用该预设贯入度进行滚刀多次贯入破碎软岩时,贯入度累计值曲线和破碎功累计值曲线均出现峰值,此时破岩效率最低,能量消耗最高.