發(fā)布時(shí)間：2018-04-15 22:04

  本文選題：水射流 + 破巖　； 參考：《煤炭學(xué)報(bào)》2017年10期

【摘要】：從應(yīng)力-應(yīng)變角度建立的高壓水射流破巖準(zhǔn)則,其精確度取決于對(duì)屈服應(yīng)力的表述,由于表達(dá)式中不含材料參數(shù),不能精確計(jì)算高壓水射流破巖參數(shù),而從能量角度建立的巖石強(qiáng)度理論具有更好的適用性和準(zhǔn)確性。開展了基于能量耗散和釋放機(jī)制的高壓水射流破巖機(jī)理,理論研究了自由射流段速度分布特征,分別計(jì)算了等速核區(qū)和射流邊界層擴(kuò)展區(qū)動(dòng)能,建立了不同靶距處射流動(dòng)能計(jì)算模型。高壓水射流沖擊破巖能量表征為沖蝕坑的形成和巖體的體積破壞;射流能量耗散于剪切面的擴(kuò)展和滑動(dòng),儲(chǔ)存彈性勢(shì)能的釋放導(dǎo)致巖體的整體體積破壞。根據(jù)巖石的統(tǒng)一能量屈服準(zhǔn)則,建立了高壓水射流破巖能量準(zhǔn)則。通過(guò)砂巖、灰?guī)r和花崗巖的單軸壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線得出3種巖石的材料參數(shù),計(jì)算每種巖石的剪切應(yīng)變能和體積應(yīng)變能,得出射流破巖臨界速度。根據(jù)高壓水射流沖擊破巖實(shí)驗(yàn)結(jié)果修正了考慮噴嘴流量系數(shù)的高壓水射流破巖能量準(zhǔn)則,該準(zhǔn)則能夠較為精確的計(jì)算射流破巖速度。且?guī)r體的破壞形態(tài)證明從能量角度研究破巖機(jī)理更為適合。
[Abstract]:The accuracy of rock breaking criterion of high pressure water jet from stress-strain angle depends on the expression of yield stress. Because the expression does not contain material parameters, the rock breaking parameters of high pressure water jet can not be calculated accurately.The rock strength theory established from the angle of energy has better applicability and accuracy.Based on the mechanism of energy dissipation and release, the rock breaking mechanism of high pressure water jet is developed. The velocity distribution characteristics of free jet section are theoretically studied, and the kinetic energy of isokinetic core region and jet boundary layer expansion zone are calculated, respectively.The kinetic energy model of jet at different target distances is established.The impingement energy of high pressure water jet is characterized by the formation of erosion pits and the volume failure of rock mass, while the expansion and sliding of jet energy dissipation on the shear plane and the release of storage elastic potential energy lead to the overall volume failure of rock mass.According to the unified energy yield criterion of rock, the energy criterion of rock breakage by high pressure water jet is established.Through uniaxial compression stress-strain curves of sandstone, limestone and granite, the material parameters of three kinds of rocks are obtained, the shear strain energy and volume strain energy of each rock are calculated, and the critical velocity of rock breakage by jet is obtained.According to the experimental results of high pressure water jet impingement and rock breaking, the rock breaking energy criterion of high pressure water jet considering nozzle flow coefficient is revised, which can calculate the rock breaking velocity of jet more accurately.The failure pattern of rock mass proves that it is more suitable to study the mechanism of rock breaking from the angle of energy.
【作者單位】： 河南理工大學(xué)瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地;煤炭安全生產(chǎn)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心;河南理工大學(xué)安全技術(shù)培訓(xùn)學(xué)院;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目(2017YFC0804207) 國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51704096) 教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(IRT_16R22)
【分類號(hào)】：TU45

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本文編號(hào)：1755981