高压水射流冲击速度对砂岩破坏模式的影响研究

摘要：

高压水射流冲击岩石会导致其发生结构破坏,不同的射流速度下,岩石呈现出各异的破坏形式.基于理论研究,分析水射流冲击岩石的应力波效应.选取速度分别为157,316,447,547,632,707和774 m/s的高压水射流开展冲击砂岩试验,分析不同射流速度下,砂岩内裂纹的数量、尺寸与形态.采用有限元法数值模拟了水射流破碎砂岩的过程,分析岩石内应力波的传播规律与裂纹的产生过程.研究表明:(1)当射流速度大于72 m/s时,砂岩表面出现破碎坑和环形裂纹,前者由水锤压力的剪切作用导致,后者由瑞利表面波的拉伸作用导致;(2)当射流速度为300～700 m/s时,砂岩内部产生大量的横向裂纹并出现体积破碎,裂纹的产生主要由应力波产生的径向拉伸应力导致;(3)当速度大于700 m/s时,砂岩产生的横向裂纹减少,主要以劈裂剪切方式破坏.

关键词：岩石力学、水射流、应力波、冲击速度、裂纹

所属期刊栏目：35

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

在线出版日期：2017-01-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2259-2265