微波-液氮处理花岗岩

断裂韧性骤降

通过微波与液氮循环处理在花岗岩中产生微裂纹，大幅降低其断裂韧性，从而显著提高TBM破岩效率。

Xiang, Liu · Hou, Peng · Yuxin, Liang · Su, Shanjie · Xin, Liang

Rock Mechanics and Rock Engineering 2025

参数信息

断裂韧性下降率

82.2 %

技术优势

断裂韧性骤降

微波-液氮循环处理通过热应力和冷冲击在花岗岩中产生大量微裂纹，显著削弱岩石抵抗裂纹扩展的能力。

断裂能需求大减

随着处理循环次数增加，三点弯曲试验中所需断裂能持续降低，意味着破岩时所需能量更少。

剪切裂纹扩展更易

处理后花岗岩在三点弯曲加载下更容易形成剪切裂纹，尤其在高循环次数下，利于岩石解体。

应用场景

• 隧道掘进机破岩：预处理弱化岩石，降低刀具磨损，提升掘进速度。
• 硬岩钻进：降低硬岩断裂韧性，使钻进更容易、更省能。
• 岩石辅助破碎：作为微波辅助破岩的增强步骤，先裂解再破碎。