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隧道建设(中英文) ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (8): 1338-1347.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2023.08.008
郑彦龙1, 马中骏1, 李建春1, *, 赵晓豹2
Fracturing of an Artificial Rock Mass by Open-Ended Microwave and Potential Benefits to Assisted Mechanical Excavation
ZHENG Yanlong1, MA Zhongjun1, LI Jianchun1, *, ZHAO Xiaobao2
(1. School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, Jiangsu, China; 2. School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, Jiangsu, China)
摘要: 为研究开放式微波作用下节理岩体的破裂特征,并评估微波辅助悬臂掘进机的破岩效率,开展微波致裂模拟节理岩体试验。首先,利用9块尺寸为0.5 m×0.5 m×0.3 m(长×宽×厚)的闪长岩岩样垒成1.5 m×1.5 m×0.3 m(长×宽×厚)的人造节理岩体,以模拟节理间距为0.5 m的岩石开挖面; 然后,利用6 kW的工业微波系统及缩径介质填充天线对该节理岩体进行微波照射加热致裂试验,研究不同微波照射点间距(15 cm和20 cm)下岩体的破裂特征,分析节理与照射点间距对微波致裂的影响,测量微波处理后岩体的等效岩石质量指标(RQD)和磨蚀性指数(CAI); 最后,基于Bilgin经验模型评估微波照射前后刀盘功率为200 kW的悬臂掘进机的破岩效率和刀具磨损变化。[JP+1]结果表明: 1)2种照射点间距下,岩体的等效RQD从100降低到62和50,微波预处理可使悬臂掘进机在该闪长岩岩体中的破岩效率提高170%~280%; 2)照射点间距为20 cm时,CAI从4.0减少到3.4,可使刀具损耗降低11%。