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不同围压下刀宽对滚刀破岩特性的影响规律

发布时间:2019-03-30 20:29
【摘要】:在考虑围压这一真实地质因素条件下,基于颗粒流离散元法,建立不同围压与不同刀宽下滚刀侵入破岩模型,模拟滚刀作用岩石下裂纹的扩展以及破岩阻力变化等规律,并利用真三轴实验台进行试验验证.研究结果表明:滚刀侵入破岩时,随围压增加,裂纹扩展由垂直方向向水平方向和自由面转变,当围压增加到20MPa后裂纹沿垂直方向和水平方向的扩展均受到抑制;随刀宽增加裂纹扩展能力增强,但高围压会限制刀宽对裂纹扩展的影响;围压和刀宽增加均会增加滚刀破岩阻力;当围压小于5MPa时,随刀宽增加比能耗减小,而当围压大于20MPa时,随刀宽增加比能耗增加;实验中所得到的不同围压下裂纹扩展以及滚刀破岩阻力等变化趋势与数值模拟结果一致.
[Abstract]:Under the condition of considering the real geological factor of confining pressure, based on the particle flow dispersion element method, a rock breaking model with different confining pressure and different knife width is established, and the law of crack propagation and rock breaking resistance change under the action of hob is simulated. The true triaxial test bench is used to test and verify. The results show that with the increase of confining pressure, the crack propagation changes from vertical to horizontal and free surface when the hob invades the rock. When the confining pressure increases to 20MPa, the crack propagation along the vertical and horizontal directions is inhibited. The crack propagation ability increases with the increase of tool width, but the high circumferential pressure limits the influence of tool width on crack propagation, and the rock breaking resistance of hob increases with the increase of confining pressure and tool width. When the confining pressure is less than 5MPa, the specific energy consumption decreases with the increase of tool width, while when the confining pressure is greater than 20MPa, the specific energy consumption increases with the increase of tool width. The variation trends of crack propagation and rock breaking resistance of hob under different confining pressures are in agreement with the numerical simulation results.
【作者单位】: 高性能复杂制造国家重点实验室;中南大学机电工程学院;中南大学资源与安全工程学院;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2013CB035401) 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2012AA041803) 国家自然科学基金项目(51475478;51274252) 中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(2016zzts043) 湖南省研究生科研创新资助项目(CX2017B048)
【分类号】:U455.31

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号:2450454


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