第19卷第2期地下空间与工程学报Vol．192023年4月ChineseJournalofUndergroundSpaceandEngineeringApr．2023基于侵入试验的单齿破岩机理及齿形优化研究马洪素1，2，殷丽君3，王春萍1，2，陈亮1，2，赵星光1，2(1．核工业北京地质研究院环境工程研究所，北京100029;2．国家原子能机构高放废物地质处置创新中心，北京100029;3．北京工业大学城市防灾与减灾教育部重点实验室，北京100124)摘要:齿形是影响镶齿滚刀破岩效率的关键因素。本文通过单齿侵入破岩试验对4种刀齿(镐形齿、锥形齿、楔形齿和球形齿)的破岩机理及硬岩破岩齿形优化等相关问题进行探讨，研究不同齿形侵入岩体过程中的破岩特征、加载力侵深曲线特征以及对侵深、破碎体积、破碎坑半径、破岩岩屑分布特征的影响规律。通过分形理论评估破岩效果，从而达到优化齿形及加载力的目的。结果表明:随加载力增大，齿形对侵深、破碎体积、破碎坑半径等破岩效果指标的影响差异随之增大;破碎岩屑在粒度上具有分形特征，通过破碎分形维数并结合破碎体积等指标可以评估破碎效果，优化齿形及加载力;针对花岗岩类岩石，镐形齿所获得的破碎分形维数最低，破碎体积、破碎坑半径、侵深最大，可优选为花岗岩类硬岩中镶齿滚刀的齿形，并推荐100kN为镐形齿优化加载力。关键词:破岩机理;侵入试验;破碎分形维数;齿型优化;花岗岩中图分类号:TU452文献标识码:A文章编号:1673-0836(2023)02-0495-09StudyonＲockFragmentationMechanismunderSingleToothandShapeOptimizationbyIndentationTestMaHongsu1，2，YinLijun3，WangChunping1，2，ChenLiang1，2，ZhaoXingguang1，2(1．DivisionofEnvironmentalEngineering，BeijingＲesearchInstituteofUraniumGeology，Beijing100029，P．Ｒ．China;2．CAEAInnovationCenterforGeologicalDisposalofHigh-LevelＲadioactiveWaste，Beijing100029，P．Ｒ．China;3．KeyLaboratoryofUrbanSecurityandDisasterEngineeringofMinistryofEducation，BeijingUniversityofTechnology，Beijing1000124，P．Ｒ．China)Abstract:Toothshapeisoneofthekeyparametersinfluencingfragmentationefficiencyofthetoothedcutter．Inthispaper，theindentationtestsofpickedtooth，conicaltooth，wedgetoothaswellassphericaltoothwereconducted，andthentheissuesonfragmentationmechanismbydifferentteethandoptimizationoftoothshapewereinvestigated．Theinfluenceoftoothshapeandloadingfor...
