滚刀破岩效率评估：基于岩石破碎体积的模型

"基于岩石破碎体积的滚刀效率评估模型 (2016年)" 这篇论文主要探讨了在隧道掘进机（TBM）作业中，如何通过岩石破碎体积来评估滚刀的破岩效率。作者王述红等人考虑了岩石在滚刀作用下可能经历的不同破坏方式，包括剪切破坏、张拉破坏、挤压破坏以及这些方式的组合效应。他们特别关注了滚刀在实际工作中主要导致的剪切和张拉破坏。 首先，论文提出了一个识别岩石破坏方式的方法，通过分析裂纹长度、剪切面在岩石自由表面的投影长度以及滚刀刀刃宽度之间的关系。这个方法有助于确定岩石在滚刀作用下的具体破碎模式，从而更准确地计算出破碎体积。 其次，论文利用了CSM（Continuum Shear Strength Reduction）模型来计算破岩比能，这是一个衡量破岩过程中能量消耗的指标。通过计算破岩比能，可以评估滚刀在破碎岩石过程中的效率，这对于理解和优化TBM的工作性能至关重要。 在理论分析的基础上，研究者进行了实例计算验证，结果显示基于岩石破碎体积的滚刀效率评估模型能够为TBM性能的预测和设备的优化设计提供有效的参考依据。这种方法的应用对于提高隧道掘进速度、降低能耗和提高施工安全性具有积极意义。 关键词涉及到的核心概念包括：破岩比能，它反映了单位体积岩石破碎所消耗的能量；CSM模型，一种用于模拟岩石剪切强度降低的连续介质力学模型；岩石破坏方式，包括剪切、张拉和挤压等；岩石破碎体积，是评估滚刀工作效率的关键参数；滚刀效率，衡量滚刀在破岩过程中的效能。 这篇论文通过深入研究岩石破碎机制，提出了一个新的滚刀效率评估模型，为TBM的工程应用提供了理论支持。此模型的实施有助于优化TBM设计，提高施工效率，同时减少对地质环境的影响。