›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (S2): 295-303.doi: 10.16285/j.rsm.2017.S2.041

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于TBM掘进参数的岩石强度估算方法探讨

马池帅1, 2,陈卫忠1, 3,田洪铭1,杨建平1   

  1. 1. 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; 2. 中国科学院大学,北京,100049;3. 山东大学 岩土与结构工程研究中心,山东 济南 250061
  • 收稿日期:2017-03-23 出版日期:2017-11-23 发布日期:2018-06-05
  • 通讯作者: 陈卫忠,男,1968年生,博士,研究员,博士生导师,主要从事隧道及地下工程方面的教学与研究工作。E-mail:wzchen@whrsm.ac.cn E-mail:machishuai014@126.com
  • 作者简介:马池帅,男,1989年生,博士研究生,主要从事地下工程岩爆预测及控制技术方面的工作。
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划(973计划)(No. 2015CB057906)。

Discussion on rock strength estimating method based on TBM parameters

MA Chi-shuai1,2, CHEN Wei-zhong1,3, TIAN Hong-ming1, YANG Jian-ping1   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049 , China;3. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering, Shandong University, Jinan, Shandong 250061, China
  • Received:2017-03-23 Online:2017-11-23 Published:2018-06-05
  • Supported by:

    This work was supported by the National Program on Key Basic Research Project (973 Program)(2015CB057906).

摘要: 隧道盾构掘进机(TBM)掘进时难以及时地、有效地评估掌子面岩石强度,导致现场施工过程中很难客观地判别岩爆、卡机等施工风险。在前人研究成果和工程实践的基础上,提出一种基于TBM掘进参数的现场岩石强度快速估算方法,对掌子面岩石强度进行实时评价。通过TBM规格、掘进参数与岩石强度的力学分析,建立了现场岩石强度快速估算公式。基于对国内外多条隧道TBM数据的统计拟合分析,确定了估算公式中系数常量与TBM参数(开挖直径、刀具尺寸)的相关性,以多个典型TBM工程实例进一步验证了所提经验公式的普适性与可靠性。研究结果可为TBM工程岩石强度的快速现场估算提供新的切实可行的思路。

关键词: 隧道掘进机(TBM), 掘进参数, 岩石强度, 实时, 现场估算

Abstract: It is difficult to estimate the detailed rock strength of excavating face timely and effectively when tunnel boring machine(TBM) advances, which results in it difficult to predict the risk of rockburst and TBM jamming. Based on previous research results and engineering practices, a method for estimating rock strength using TBM parameters is proposed for real-time in-situ estimation of rock strength. The equation of real-time estimation is established by the mechanical analysis between TBM specifications, excavation parameters and the rock strength. Then the relationships between the constants in the equations and the TBM specifications such as excavation(tunnel) diameter, cutter diameter are determined in this study on the basis of data collected at several tunnels. Typical TBM case studies for application further verified the wide suitability and reliability of the novel equations. The proposed method appears to be promising and feasible for real-time in-situ estimation of rock strength.

Key words: tunnel boring machine(TBM), boring parameters, rock strength, real-time, in-situ estimation

中图分类号: 

  • TU452

[1] 史林肯, 周辉, 宋明, 卢景景, 张传庆, 路新景, . 深部复合地层TBM开挖扰动模型试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 1933-1943.
[2] 吴鑫林, 张晓平, 刘泉声, 李伟伟, 黄继敏. TBM岩体可掘性预测及其分级研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1721-1729.
[3] 宋勇军, 杨慧敏, 张磊涛, 任建喜. 冻结红砂岩单轴损伤破坏CT实时试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 152-160.
[4] 陈炳瑞, 吴昊, 池秀文, 刘辉, 伍梦蝶, 晏俊伟, . 基于STA/LTA岩石破裂微震信号实时识 别算法及工程应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3689-3696.
[5] 刘鹤, 刘泉声, 唐旭海, 罗慈友, 万文恺, 陈磊, 潘玉丛, . TBM护盾−围岩相互作用荷载识别方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4946-4954.
[6] 翟淑芳,周小平,毕 靖, . TBM滚刀破岩的广义粒子动力学数值模拟[J]. , 2018, 39(7): 2699-2707.
[7] 刘泉声,赵怡凡,张晓平,孔晓璇. 灰岩隧道掘进机隧道点荷载试验评价岩石强度方法的研究与探讨[J]. , 2018, 39(3): 977-984.
[8] 王超圣,周宏伟,何树生,王子辉,刘建锋,. 卸载速率对北山花岗岩强度影响研究[J]. , 2017, 38(S2): 151-157.
[9] 陈卫忠,马池帅,田洪铭,杨建平,. TBM隧道施工期岩爆预测方法探讨[J]. , 2017, 38(S2): 241-249.
[10] 陈世杰,马 巍,李国玉,刘恩龙,张 革,. 与医用CT配合使用的冻土三轴仪的研制与应用[J]. , 2017, 38(S2): 359-367.
[11] 陈柏麟,郭力纶,张达德. 水压计用于河床冲刷的实时监测研究[J]. , 2017, 38(8): 2448-2455.
[12] 冉曙光,江 权,宋磊博,王百林,陈 涛,刘 挺,吕勇刚,. 地下工程远程在线遥测技术及在大狮子隧道的应用[J]. , 2017, 38(7): 2137-2148.
[13] 黄 兴,刘泉声,彭星新,雷广峰,魏 莱,. 引大济湟工程TBM挤压大变形卡机计算分析与综合防控[J]. , 2017, 38(10): 2962-2972.
[14] 冀佩琦,张晓平,张 旗, . 延脆性变化对隧道掘进机刀具破岩过程及其破坏模式影响的颗粒元模拟分析[J]. , 2016, 37(S2): 724-734.
[15] 刘泉声,潘玉丛,孔晓璇,刘建平,时 凯,崔先泽,黄诗冰,. TBM滚刀贯入过程中泥岩破坏特征试验研究[J]. , 2016, 37(S1): 166-174.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!