本文關(guān)鍵詞：高壓水射流沖擊速度對砂巖破壞模式的影響研究

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【摘要】：高壓水射流沖擊巖石會導(dǎo)致其發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞,不同的射流速度下,巖石呈現(xiàn)出各異的破壞形式。基于理論研究,分析水射流沖擊巖石的應(yīng)力波效應(yīng)。選取速度分別為157,316,447,547,632,707和774 m/s的高壓水射流開展沖擊砂巖試驗(yàn),分析不同射流速度下,砂巖內(nèi)裂紋的數(shù)量、尺寸與形態(tài)。采用有限元法數(shù)值模擬了水射流破碎砂巖的過程,分析巖石內(nèi)應(yīng)力波的傳播規(guī)律與裂紋的產(chǎn)生過程。研究表明:(1)當(dāng)射流速度大于72 m/s時,砂巖表面出現(xiàn)破碎坑和環(huán)形裂紋,前者由水錘壓力的剪切作用導(dǎo)致,后者由瑞利表面波的拉伸作用導(dǎo)致;(2)當(dāng)射流速度為300~700 m/s時,砂巖內(nèi)部產(chǎn)生大量的橫向裂紋并出現(xiàn)體積破碎,裂紋的產(chǎn)生主要由應(yīng)力波產(chǎn)生的徑向拉伸應(yīng)力導(dǎo)致;(3)當(dāng)速度大于700 m/s時,砂巖產(chǎn)生的橫向裂紋減少,主要以劈裂剪切方式破壞。
【作者單位】： 湖南科技大學(xué)資源環(huán)境與安全工程學(xué)院;湖南科技大學(xué)南方煤礦頂板及煤與瓦斯突出預(yù)防控制安全生產(chǎn)國家安全監(jiān)管總局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;湖南科技大學(xué)煤礦安全開采湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 巖石力學(xué) 水射流 應(yīng)力波 沖擊速度 裂紋
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2014CB239206) 國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51374104,51474103)~~
【分類號】：TU45
【正文快照】： 塵、低熱和無振動等特性[1]。鑒于其獨(dú)特的沖蝕性能,水射流技術(shù)被廣泛應(yīng)用于巖石切割、礦山開采和石油天然氣鉆探等有關(guān)工程領(lǐng)域[2-3]。對水射流破巖形式的研究是認(rèn)識破巖機(jī)制、設(shè)計(jì)射流參數(shù)的重要依據(jù)。因此,研究高壓水射流沖蝕下巖石的破壞模式具有重要的科學(xué)意義與工程應(yīng)用

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1 廖華林;李根生;熊偉;;超高壓水射流輔助破巖鉆孔研究進(jìn)展[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2002年S2期

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本文編號：636581