岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (4): 1142-1153.doi: 10.16285/j.rsm.2023.0628
周小雄1, 2,肖禹航3,龚秋明4,刘晓丽2,刘俊豪4,刘东鑫4
ZHOU Xiao-xiong1, 2, XIAO Yu-hang3, GONG Qiu-ming4, LIU Xiao-li2, LIU Jun-hao4, LIU Dong-xin4
摘要: 岩碴图像分析是隧道掘进机(tunnel boring mechine,TBM)智能掘进中实时破岩效率评价和掘进参数优化的重要手段。为了研究掘进参数与岩碴图像特征的关系,依托青岛地铁6号线创石区间TBM施工段,在一段较完整花岗岩地层中开展了分步推力掘进试验,并通过搭载的岩碴图像分析系统对岩碴图像进行采集和分析。结果表明,岩碴图像的中位粒径d50、最大粒径dmax和粗糙度指数CI与推力、扭矩和贯入度之间均表现出正相关,与现场贯入指数FPI和工程比能SE之间均呈现出良好的负相关。当推力超过破岩临界值后,推力的提升将显著提高岩碴的d50和CI,而只有当推力进一步增大到一定水平后dmax才显著增大。此外,随着推力的提升,大岩片的二维形状逐渐呈现出长条形,其平均长短轴比也将增加,但是推力超过一定水平后,大岩片长短轴将保持不变。上述研究结果表明,岩碴粒径和形状参数均反映出破岩效率,可作为实时TBM掘进参数优化的评价指标。
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