鉆孔劈裂器作用下圍巖應(yīng)力場分析.pdf

1、本文運用接觸力學(xué)中赫茲理論和泊松理論，對鉆孔劈裂器作用下圍巖應(yīng)力場應(yīng)力情況進行分析，得出了一個簡便的計算公式。并運用的現(xiàn)有的理論解和數(shù)值模擬的方法對公式的使用范圍進行了探討。以求對鉆孔劈裂器的研制、設(shè)計進行優(yōu)化改進，以及對劈裂器現(xiàn)場施工有所幫助。 本文以德國DADAR公司生產(chǎn)的C9N型徑向液壓劈裂器為參照，以硬質(zhì)巖石——花崗巖為研究對象進行數(shù)值模擬，探究了在鉆孔劈裂器作用下應(yīng)力分布的情況，針對目前劈裂器破巖理論研究中存在的不足，

2、建立了各向同性彈性體三維模型，并利用數(shù)值計算軟件ANSYS9.0對鉆孔劈裂器作用下孔壁應(yīng)力分布情況進行了數(shù)值分析，詳細計算了應(yīng)力分布與變化規(guī)律，借助這些結(jié)果，探討了簡算公式的適用條件。對進一步對鉆孔劈裂器的研究，以及鉆孔劈裂器劈裂機的研制、設(shè)計與優(yōu)化、指導(dǎo)劈裂器現(xiàn)場施工進行了有益的探索。 主要研究成果和結(jié)論包括： (1)通過反楔圓弧面與孔壁可能接觸狀態(tài)有完全接觸、不完全接觸，線接觸(Hertz)、不規(guī)則接觸四種情況，結(jié)合

3、赫茲理論的相關(guān)公式，推導(dǎo)出孔壁應(yīng)力函數(shù)。 (2)結(jié)合泊松理論，對赫茲解不能適用的鉆孔劈裂器與鉆孔孔壁大角度接觸的情況進行了分析，并通過比對，得出所得公式在鉆孔劈裂器反楔和孔壁不完全接觸，且半接觸角小于50°的情況下仍可用于孔壁應(yīng)力分布的估算的結(jié)論。 (3)建立了全新的反楔與孔壁的接觸模型，通過模擬計算得出了鉆孔劈裂器對孔壁的作用力的分布規(guī)律。 (4)建立了各向同性彈性體三維模型，并利用數(shù)值計算軟件ANSYS9.0