動靜組合載荷作用下巖石破碎數(shù)值模擬及試驗研究.pdf

1、巖石破碎是一個復(fù)雜的非平衡、非線性的演化過程。近幾十年來巖石力學(xué)界的學(xué)者們在研究巖石靜態(tài)加載和動態(tài)加載方面取得了豐碩的成果，對巖石破碎學(xué)起了巨大的推動作用。然而，過去的理論和試驗研究主要集中在單一靜載或沖擊載荷下的巖石破碎特征及其相應(yīng)的最優(yōu)加載形式上，針對動靜組合載荷破巖的研究則很少，本文正是基于上述問題對動靜組合載荷破巖進行了數(shù)值模擬和試驗研究。
　　在總結(jié)分析單一靜態(tài)和動態(tài)破巖特征的基礎(chǔ)上，同時應(yīng)用損傷斷裂力學(xué)對巖石在單一靜載

2、、動載和動靜組合載荷作用下破碎的力學(xué)分析，得到在預(yù)加靜載荷使巖石發(fā)生體積破碎之后再施加沖擊載荷，此時巖石破碎效果最好的結(jié)論。在一定范圍內(nèi)加大靜壓力和沖擊力可以使破碎坑體積很快增加，從而提高破巖效率。
　　為了研究巖石細觀結(jié)構(gòu)特性變化對宏觀力學(xué)行為的影響，對巖石破碎在單一靜載、動載和動靜組合載荷作用下進行了數(shù)值模擬，通過對巖石內(nèi)部應(yīng)力、位移及裂紋分布圖可以發(fā)現(xiàn)靜載破巖時刀具對巖石的影響范圍比沖擊載荷要廣很多，沖擊載荷破巖時巖石內(nèi)部中

3、間裂紋擴展的最快，動靜組合載荷破巖時深度和面積比單一的靜載或動載都要大，破巖的綜合效果比單一的靜載或動載都要好。
　　在多功能試驗裝置上對巖石進行了單一靜載、沖擊載荷和動靜組合載荷破巖試驗，通過試驗數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn):單純提高靜載或沖擊載荷對破巖效果泵會有很大的提高，動靜組合載荷可明顯提高破巖效果，在破碎深度與破碎體積等方面比單一沖擊或壓入具有明顯的優(yōu)勢，不同的動靜組合載荷存在不同的破巖比能，合理選取動靜載荷的比值，可使破巖比能最小，破