高温高压条件下花岗岩切削破碎试验研究

摘要：

为了达到最接近实际工程的试验效果,采用中国矿业大学的"20 MN 伺服控制高温高压岩体三轴试验机",设计了精确的加压和旋转系统,操作控制比较方便,测量数据准确.利用大尺寸(( 200 mm×400 mm)花岗岩试样和工程钻头(( 30 mm的PDC钻头),使试验条件更加接近实际工程情况,开创了该类大试样试验的先河.通过正交试验研究花岗岩在高温高压状态下的切削破碎规律,得出以下结论:(1) 高围压状态(100 MPa)下,随着温度升高,花岗岩的可切削性逐渐增强,在超过一定的钻压时,切削速度随着温度的升高而明显增大,在755 N钻压下,300 ℃的切削速度比室温时增大30%～50%;(2) 高围压状态(100 MPa)下,随着温度升高,单位破岩能耗明显降低,在钻压为755 N时,300 ℃时的单位破岩能耗比室温时降低20%～30%;(3) 在高温高压环境下,切削速度随着钻压或转速的增大而增大;单位破岩能耗随着转速的增大而增大,随着钻压的增大而减小,与室温无围压状态下的切削破碎规律基本一致;(4) 由于花岗岩在此温压范围内属于渐进破坏,抗压强度下降缓慢,如果钻压太低则切削速度和单位破岩能耗受温度影响很小,为了在高温下取得对花岗岩的良好切削效果,钻压需要超过一定的值.

关键词：岩石力学、高温高压、切削破岩、单位破岩能耗、钻压

所属期刊栏目：28

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目50534030

在线出版日期：2009-08-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1432-1438