液氮磨料射流是一種高效的破碎干熱巖方式。為進(jìn)一步探究其破巖機(jī)理,開展液氮磨料射流噴射高溫花崗巖室內(nèi)實(shí)驗(yàn)。從宏觀角度分析巖石破碎形式、射流孔眼形態(tài)及表面特征,從微觀角度分析斷裂面形貌和微裂縫分布等,探究液氮磨料射流破碎高溫巖石特征。同時(shí),開展磨料水射流和氮?dú)饽チ仙淞髌茙r實(shí)驗(yàn)作為對(duì)照。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,液氮磨料射流形成的孔眼形狀不規(guī)則,表面凹凸不平,且破碎體積明顯大于磨料水射流和氮?dú)饽チ仙淞鳌呙桦婄R實(shí)驗(yàn)顯示,低溫、沖擊載荷作用下,在孔眼壁面和孔眼附近區(qū)域生成大量微裂縫,其主要斷裂方式為拉伸、剪切作用下巖石的脆性斷裂,表現(xiàn)為穿晶斷裂和沿晶斷裂。理論分析和數(shù)值模擬研究表明,液氮低溫作用對(duì)巖石造成損傷,而熱應(yīng)力、磨料沖擊載荷和流體水楔作用在損傷巖石基礎(chǔ)上主要以剪切和拉伸兩種方式破碎巖石。

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