岩体强度对牙轮单齿作用下破碎坑的体积及形态影响研究
借助连续-非连续单元法(CDEM),对牙轮钻单齿压入破岩的机制进行了探讨,研究了加载过程中破碎体积及破碎坑的演化规律,分析了岩体凝聚力和内摩擦角对单齿破岩体积及破碎坑形态的影响.数值计算结果表明,破碎坑基本上呈半椭球体,其宽深比仅受内摩擦角控制,随着内摩擦角的增加,破碎坑的宽深比减小.破碎坑的宽度、深度及单齿破岩体积可用齿压F、钻齿半径r、凝聚力c及内摩擦角φ表征,基于数值计算结果给出了破碎坑的宽度、深度及单齿破岩体积定量表述的公式;基于相关理论公式,考虑各个同时与岩石接触的几个齿轮对岩石的损伤是相互影响的,引入单齿破岩体积的修正系数,建立了牙轮钻的工作参数(轴压、转速、进尺速度等)与岩体凝聚力及内摩擦角的函数关系.在鞍千矿南采区进行了牙轮钻随钻测试的现场试验,获得了不同岩性下的单齿破岩体积,并就近取样测试了岩体的凝聚力及内摩擦角.当修正系数取0.363时,现场测试结果与基于数值计算得到的单齿破岩体积基本一致,从而证明了数值计算及相关理论推导的正确性.研究成果可以为岩体强度的动态测试提供依据.
单齿破岩体积、破岩机制、连续-非连续单元法(CDEM)、钻进速度、岩体强度、破碎坑形态
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TU452(土力学、地基基础工程)
国家重点基础研究发展计划项目973计划No.2015CB250903;中国科学院战略性先导科技专项B类No.XDB10030303;广东宏大爆破股份有限公司“基于数字模拟的露天爆破设计软件”研发项目资助.This work was supported by the National Key Basic Research Program of China 973 Program 2015CB250903,the Strategic Priority Research Program B of Chinese Academy of Sciences XDB10030303 and the Research and Development Project of Open Pit Blasting Design Software Based on the Numerical Simulation.
2016-12-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
2971-2978
