为解决传统滚刀施工过程中遇到超高强度岩石破岩效率低的问题，采用高压水射流辅助破岩成为一种有效提高破岩效率的手段。针对水射流辅助滚刀最佳破岩冲击角度的合理确定，构建了泰森多边形算法的等效晶质岩石材料的颗粒簇离散元模型，采用PFC数值分析了不同射流冲击角度下裂纹数目、岩石应力和破岩比能耗等变化规律，进一步获得了射流冲击角度对滚刀破岩效率的影响规律。研究结果表明：预切缝底端是滚刀破岩过程中应力集中区域，预切缝的存在影响裂纹扩展，与无切缝相比，有预切缝的岩石破碎时峰值荷载降低了6.11%～17.60%，其长度的增加可降低滚刀荷载，但此规律随预切缝长度增加逐步减弱；预切缝长度对破岩比能耗的影响存在界限值20 mm，超过界限值后，预切缝长度对岩石破坏行为影响减弱；改变水射流冲击角度能明显改变滚刀破岩效果，破岩比能大小随射流角度的增大呈“V”字形曲线发展，在水射流冲击角度75°辅助下获得最佳破岩效果。有助于提高TBM刀具寿命，能够为硬岩地质条件下TBM刀盘结构中水射流系统和喷嘴角度合理的布置提供理论参考。

0 引 言
1 PFC参数标定
1.1 平行粘结模型
1.2 细观参数标定
2 水射流辅助滚刀破岩模拟
2.1 预切缝长度对破岩效果的影响
2.1.1 岩石破碎形态分析
2.1.2 岩石应力分析
2.2 射流角度对破岩效果的影响
2.2.1 滚刀破岩过程分析
2.2.2 应力分析
3 结论

王安鑫,鲁义强,张盛,等.水射流辅助滚刀破岩最佳射流角度数值模拟研究[J/OL].煤炭科学技术,1-10[2024-09-02].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.td.20240902.1344.009.html.