成孔液压涨裂破岩机理研究

发布时间：2023-05-21 18:17

　　液压涨裂破岩法相对于目前工程中主要应用的钻爆法以及综掘法所面临的进尺水平低、机械化程度低、投入成本高、效率低、粉尘量大等问题有着不可比拟的优势。但目前对于涨裂破岩鲜有研究。本文主要采用理论分析、实验研究、和仿真相结合的方法针对成孔液压涨裂破岩开展研究。基于实验室冲击破岩试验台,根据涨裂破岩工作过程及工作环境特点,针对本课题研究对象及内容搭建了试验台,主要包括钻孔系统、围压系统、涨裂系统、测试系统等。以I型裂纹为模型采用Griffith准则,基于断裂力学、损伤力学基础对裂纹扩展问题进行理论分析,并对岩石在涨裂作用下的破碎机理进行研究。基于液压涨裂试验台对液压涨裂破岩进行实验研究,针对四个研究对象:钻孔直径、钻孔深度、钻孔边距、岩石围压,进行正交实验设计,并通过正交试验极差分析,得到各研究因素对涨裂破岩的影响主次顺序,及各研究因素对涨裂破岩的影响趋势。针对主要因素:钻孔边距和围压,进行深入分析,得到最合理的钻孔边距,运用方差分析确定各因素的显著性。基于建立的三维分裂楔片、岩石、围压工具模型,模拟岩石在加载围压后岩石内部等效应力分布形式及裂纹扩展变化过程,在岩石内部应力稳定平衡后岩石的应力值...

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 涨裂器概述
    1.3 国内外研究现状及存在的问题
    1.4 主要研究内容
    1.5 本章小结
2 液压涨裂破岩理论研究
    2.1 载荷作用下岩石裂纹扩展理论分析
    2.2 岩石力学参数测定
    2.3 液压涨裂作用下岩石破碎机理
    2.4 本章小结
3 成孔涨裂破岩实验研究
    3.1 涨裂破岩实验台的研制
    3.2 涨裂破岩正交试验研究
    3.3 本章小结
4 成孔涨裂破岩仿真研究
    4.1 涨裂破岩数值模拟方法
    4.2 数值模拟材料定义
    4.3 涨裂破岩仿真模型建立
    4.4 仿真结果分析与讨论
    4.5 实验验证
    4.6 涨裂破岩钻孔圆周应力分析
    4.7 本章小结
5 空孔辅助定向涨裂破岩研究
    5.1 空孔对岩石应力强度影响
    5.2 空孔辅助定向涨裂破岩数值模拟研究
    5.3 空孔辅助定向涨裂破岩实验研究
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3821209