超声波激励下岩石裂隙扩展规律实验研究
发布时间：2022-02-20 18:32
目前,井下岩石工程施工常面临硬岩破碎,传统碎岩方法表现出效率低、消耗大、成本高等问题,提高硬岩破碎效率、创新岩石破碎方法显得极为重要和紧迫。有学者已逐渐开展超声波高效破岩技术的研究,但仍处于起步阶段,缺乏系统的理论与相关实验数据。本文基于理论分析、实验室实验等方法,探讨超声波激励破岩机理,分析岩石在超声波激励下的裂隙扩展规律,以期为形成成熟的超声波高效破岩技术提供实验数据参考。论文研究得出的主要成果有:（1）建立了超声波激励岩石的动力学模型,分析了岩石在超声波激励下裂隙的扩展条件、扩展长度与速度以及超声波激励对岩石的有效破坏深度,并对岩石的疲劳破坏机理进行了探讨,认为随着岩石弹性模量的增加,其裂纹动态起裂时的振动极限偏移量逐渐增大,超声波激励岩石破碎难度逐渐增大。（2）分析了不同岩性、尺寸的试件经过不同时间的超声波激励后的表观裂隙扩展情况。结果表明:a)随激励时间的增加,表观裂隙由试件边缘逐渐向中间扩展,纵向最大扩展深度逐渐增加,但不同单位时间段内的扩展深度增量和平均扩展速度不同;b)相同条件下,试件尺寸越小,裂隙扩展发育程度越高,附加静压力越大,扩展深度与平均速度越大,激励面积小时,...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究动态与存在问题
1.4 主要研究内容与技术路线
2 超声波激励岩石动力学模型与分析
2.1 超声波概述
2.2 岩石基本破裂理论
2.3 超声波激励激励岩石动力学模型
2.4 超声波激励岩石破坏机理
2.5 本章小结
3 超声波激励岩石裂隙扩展实验设备及方案设计
3.1 实验设备
3.2 试件制备
3.3 实验方案
3.4 本章小结
4 超声波激励岩石裂隙扩展实验结果与分析
4.1 超声波激励下岩石宏观裂隙扩展特征
4.2 超声波激励下岩石微观裂隙扩展特征
4.3 矿物成分对岩石微观裂隙扩展的影响
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hamilton原理的双柱悬索拉线塔塔柱参数共振分析[J]. 肖正直,邵鹏飞,温航. 科学技术与工程. 2018(13)
[2]基于Griffith强度理论的岩石裂纹起裂经验预测方法研究[J]. 刘泉声,魏莱,刘学伟,刘建平,潘玉丛. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[3]超声波振动下非均匀岩石损伤过程数值模拟与试验[J]. 尹崧宇,赵大军,周宇,赵博. 吉林大学学报(地球科学版). 2017(02)
[4]单轴分级循环加载条件下砂岩疲劳变形特性与损伤模型研究[J]. 李西蒙,刘长友,Syd SPENG,鲁岩. 中国矿业大学学报. 2017(01)
[5]岩石材料裂纹尖端起裂特性研究[J]. 唐世斌,张恒. 岩石力学与工程学报. 2017(03)
[6]基于重整化方法的冲击载荷下岩石振动分析[J]. 李玮,纪照生,董智煜,李卓伦,李悦. 振动与冲击. 2016(16)
[7]微波辅助机械破岩试验和理论研究进展[J]. 卢高明,李元辉,HASSANI Ferri,张希巍. 岩土工程学报. 2016(08)
[8]超声机械效应致裂煤岩增渗规律研究[J]. 赵鑫,肖晓春,潘一山,徐军,李鑫. 中国安全生产科学技术. 2016(05)
[9]气动潜孔锤在淮南潘三矿上仰穿层孔硬岩钻进中的应用[J]. 豆旭谦,金新,童碧,魏宏超,刘德贵. 煤炭技术. 2016(01)
[10]超声作用下煤岩细观损伤演化模型及增渗机理研究[J]. 肖晓春,丁鑫,徐军,潘一山,吴迪,吕祥锋. 天然气地球科学. 2016(01)
博士论文
[1]超声波振动频率对花岗岩破碎规律影响的研究[D]. 孙梓航.吉林大学 2017
[2]超声波振动下花岗岩裂纹变化特性的研究[D]. 尹崧宇.吉林大学 2017
[3]基于CT图像处理的冻结岩石细观结构及损伤力学特性研究[D]. 刘慧.西安科技大学 2013
[4]超声振动载荷下材料的超高周疲劳性能研究[D]. 薛红前.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]振动冲击下硬脆性岩石断裂机制研究[D]. 纪照生.东北石油大学 2017
[2]超声波激励下岩石的物理力学特征试验研究[D]. 汪洋.中国矿业大学 2017
[3]超声波振动岩石破坏速率的研究[D]. 袁鹏.吉林大学 2017
[4]压力对超声波振动碎岩效果影响规律的研究[D]. 翟国兵.吉林大学 2016
[5]微波照射下岩石损伤机理的试验研究[D]. 杨凡.西安科技大学 2015
[6]超声波作用下井孔能量传输理论研究[D]. 姚珊娜.哈尔滨工业大学 2015
[7]循环动荷载作用下脆性岩石疲劳损伤力学特性研究[D]. 梅年峰.中国地质大学 2014
[8]刀具冲击作用下岩石损伤破坏过程数值模拟[D]. 廖志毅.大连理工大学 2013
[9]高频振动回转钻进机理分析与研究[D]. 赵伟.吉林大学 2008
本文编号：3635596
【文章来源】：中国矿业大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究动态与存在问题
1.4 主要研究内容与技术路线
2 超声波激励岩石动力学模型与分析
2.1 超声波概述
2.2 岩石基本破裂理论
2.3 超声波激励激励岩石动力学模型
2.4 超声波激励岩石破坏机理
2.5 本章小结
3 超声波激励岩石裂隙扩展实验设备及方案设计
3.1 实验设备
3.2 试件制备
3.3 实验方案
3.4 本章小结
4 超声波激励岩石裂隙扩展实验结果与分析
4.1 超声波激励下岩石宏观裂隙扩展特征
4.2 超声波激励下岩石微观裂隙扩展特征
4.3 矿物成分对岩石微观裂隙扩展的影响
4.4 本章小结
5 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Hamilton原理的双柱悬索拉线塔塔柱参数共振分析[J]. 肖正直,邵鹏飞,温航. 科学技术与工程. 2018(13)
[2]基于Griffith强度理论的岩石裂纹起裂经验预测方法研究[J]. 刘泉声,魏莱,刘学伟,刘建平,潘玉丛. 岩石力学与工程学报. 2017(07)
[3]超声波振动下非均匀岩石损伤过程数值模拟与试验[J]. 尹崧宇,赵大军,周宇,赵博. 吉林大学学报(地球科学版). 2017(02)
[4]单轴分级循环加载条件下砂岩疲劳变形特性与损伤模型研究[J]. 李西蒙,刘长友,Syd SPENG,鲁岩. 中国矿业大学学报. 2017(01)
[5]岩石材料裂纹尖端起裂特性研究[J]. 唐世斌,张恒. 岩石力学与工程学报. 2017(03)
[6]基于重整化方法的冲击载荷下岩石振动分析[J]. 李玮,纪照生,董智煜,李卓伦,李悦. 振动与冲击. 2016(16)
[7]微波辅助机械破岩试验和理论研究进展[J]. 卢高明,李元辉,HASSANI Ferri,张希巍. 岩土工程学报. 2016(08)
[8]超声机械效应致裂煤岩增渗规律研究[J]. 赵鑫,肖晓春,潘一山,徐军,李鑫. 中国安全生产科学技术. 2016(05)
[9]气动潜孔锤在淮南潘三矿上仰穿层孔硬岩钻进中的应用[J]. 豆旭谦,金新,童碧,魏宏超,刘德贵. 煤炭技术. 2016(01)
[10]超声作用下煤岩细观损伤演化模型及增渗机理研究[J]. 肖晓春,丁鑫,徐军,潘一山,吴迪,吕祥锋. 天然气地球科学. 2016(01)
博士论文
[1]超声波振动频率对花岗岩破碎规律影响的研究[D]. 孙梓航.吉林大学 2017
[2]超声波振动下花岗岩裂纹变化特性的研究[D]. 尹崧宇.吉林大学 2017
[3]基于CT图像处理的冻结岩石细观结构及损伤力学特性研究[D]. 刘慧.西安科技大学 2013
[4]超声振动载荷下材料的超高周疲劳性能研究[D]. 薛红前.西北工业大学 2006
硕士论文
[1]振动冲击下硬脆性岩石断裂机制研究[D]. 纪照生.东北石油大学 2017
[2]超声波激励下岩石的物理力学特征试验研究[D]. 汪洋.中国矿业大学 2017
[3]超声波振动岩石破坏速率的研究[D]. 袁鹏.吉林大学 2017
[4]压力对超声波振动碎岩效果影响规律的研究[D]. 翟国兵.吉林大学 2016
[5]微波照射下岩石损伤机理的试验研究[D]. 杨凡.西安科技大学 2015
[6]超声波作用下井孔能量传输理论研究[D]. 姚珊娜.哈尔滨工业大学 2015
[7]循环动荷载作用下脆性岩石疲劳损伤力学特性研究[D]. 梅年峰.中国地质大学 2014
[8]刀具冲击作用下岩石损伤破坏过程数值模拟[D]. 廖志毅.大连理工大学 2013
[9]高频振动回转钻进机理分析与研究[D]. 赵伟.吉林大学 2008
本文编号：3635596
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3635596.html
