Basé sur des essais en modèle intérieur portant sur la pénétration des fraises rotatives d’un tunnelier (Tunnel Boring Machine, TBM) à section complète, cette étude a analysé l’évolution de la charge de pénétration des échantillons de granite haute résistance sous trois modes de fracturation différents (fracturation complète de l’échantillon, fracturation suivant la même trajectoire et fracturation suivant une trajectoire différente) sous différentes conditions de pression environnante. L’étude met en évidence les caractéristiques des courbes charge de pénétration – profondeur de pénétration, la charge maximale, ainsi que la variation maximale de l’amplitude de chute de charge, et obtient les caractéristiques des contraintes subies par les fraises TBM selon différents modes de fracturation sous diverses pressions. Les résultats montrent : 1) pour le groupe à haute pression environnante, la courbe charge-profondeur chute plus tôt qu’à basse pression, mais avec une amplitude de chute plus faible; la charge correspondante n’est toutefois pas la charge maximale, alors qu’à basse pression, la première chute correspond à la charge maximale avec une amplitude plus grande; 2) pour une pression moyenne à élevée de 10~15 MPa, la charge maximale et la chute maximale de la charge sont minimales, ce qui indique que cette plage de pression favorise le creusement du TBM; 3) en condition de basse pression, le mode de fracturation avec trajectoire différente réduit plus efficacement la charge de pénétration des fraises TBM que le mode avec trajectoire identique, mais les échantillons en mode trajectoire identique subissent une rupture en coin avec une plus faible amplitude de chute, ce qui réduit les charges d’impact sur les outils et leur usure.

roches ultra-dures haute résistance; tunnelier à section complète; pré-fissuration; modes de fracturation; charges de pénétration