摘要：着眼于全断面机械式机具进行地下开挖之优越性,于台湾隧道工程采用之案例相对日增,主因在于隧道施工鑚掘之安全与效率更受瞩目.经文献指出,此类机具对岩材之破壤主要系因单一刀口之贯切力,本研究乃以接触破壤理论分析单一机械刀口与岩材承受贯压之互制力学行为,乃至破壤之演化机理,并藉由贯切破壤实验仪器设备,采用大理岩及水泥砂浆供作试验材料,结合非破壤检测之声射(acoustic emission,AE)技术,探求微观尺度之微震裂源定位,并与巨观尺度下主要之裂缝初裂及延伸作比较研析.依宏观及微观之裂缝发展及其相关之力学行为,以楔形刀角为试验变数,资以探讨机械钻刀对於贯切破壤行为之影响.本研究之正向贯切试验采用单一尖状之楔形刀口进行贯压,采用裂缝开口位移控制(CMOD),使加载於尖峰行为後,不致失稳开裂,以求取完整之贯切加载历程.从巨观破壤记录观察可知,随着贯切楔角之加大,最大贯切力亦因此增加,相对应之临界贯切深度及峰前贯切压力则随之下降.其裂缝生衍路径,则较不受楔形刀角影响.而从微震裂源之观察发现,随楔角之渐增(即由尖变钝),发聚现象将提早发生,且其位源集中区域,亦因此而渐靠近贯入点,在产生脆性破壤下,无因次化之弹-塑性区半径,则明显减小.最後,将实验求算所得之贯切压力及无因次化之弹-塑性区半径；与理论解析解(analytical solutions)相互比对验证结果,本研究得到良好之对应.
