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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
被引量：
6
1
作者
郭汝坤
冯春
+1 位作者
李战军
李世海
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第10期2971-2978,共8页
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...
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?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。
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关键词
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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职称材料
牙轮钻工作参数与岩体强度对应关系的理论分析与实验研究
被引量：
7
2
作者
郭汝坤
冯春
+2 位作者
李战军
乔继延
李世海
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第7期1221-1229,共9页
以露天矿开采为背景,基于牙轮钻单齿冲击压入破岩的机理,借助理论分析及现场实验,建立了牙轮钻的工作参数(进尺速度、钻杆轴压、转速)与岩体强度(黏聚力、内摩擦角)的对应关系。理论分析时,基于布西内斯科问题弹性力学解和Drucker-Prage...
以露天矿开采为背景,基于牙轮钻单齿冲击压入破岩的机理,借助理论分析及现场实验,建立了牙轮钻的工作参数(进尺速度、钻杆轴压、转速)与岩体强度(黏聚力、内摩擦角)的对应关系。理论分析时,基于布西内斯科问题弹性力学解和Drucker-Prager塑性准则,给出了单齿压入破碎区域的几何形态,建立了单齿破岩体积与钻杆轴压、黏聚力、内摩擦角间的函数关系;并根据钻杆旋转一周单齿破岩体积的累积量和宏观破岩体积相等,建立了进尺速度、转速与单齿破岩体积的对应关系。理论分析的结果表明,单齿作用下,破碎区域基本呈椭球形,并在压入点附近的表层出现薄层破碎;进尺速度与转速呈线性关系,进尺速度与钻杆轴压呈3/2次方的关系,进尺速度与黏聚力呈-3/2次方的关系,内摩擦角对进尺速度的影响可以忽略。在鞍千矿南采区进行了牙轮钻钻进规律的现场实验,研究了进尺速度与钻杆轴压、转速、黏聚力间的对应关系,得到了与理论分析一致的结果。研究成果可以为牙轮钻工作参数的优化设计及岩体强度的动态测试提供依据。
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关键词
牙轮钻
单齿破岩体积
轴压
进尺速度
岩
体强度
D-P塑性准则
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职称材料
题名
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
被引量：
6
1
作者
郭汝坤
冯春
李战军
李世海
机构
中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室
广东宏大爆破股份有限公司
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第10期2971-2978,共8页
基金
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~~
文摘
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?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。
关键词
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
Keywords
rock fragmental volume under single tooth
rock fracture mechanism
continuous-discontinuous element method（CDEM）
drilling speed
strength of rock mass
shape of fragmental pit
分类号
TU452 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
牙轮钻工作参数与岩体强度对应关系的理论分析与实验研究
被引量：
7
2
作者
郭汝坤
冯春
李战军
乔继延
李世海
机构
中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室
广东宏大爆破股份有限公司
出处
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第7期1221-1229,共9页
基金
国家重点基础研究发展计划项目(2015CB250903)
中国科学院战略性先导科技专项B类(XDB10030303)
+2 种基金
国家自然科学基金青年基金项目(11302230
11302229)
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(0980011081)
文摘
以露天矿开采为背景,基于牙轮钻单齿冲击压入破岩的机理,借助理论分析及现场实验,建立了牙轮钻的工作参数(进尺速度、钻杆轴压、转速)与岩体强度(黏聚力、内摩擦角)的对应关系。理论分析时,基于布西内斯科问题弹性力学解和Drucker-Prager塑性准则,给出了单齿压入破碎区域的几何形态,建立了单齿破岩体积与钻杆轴压、黏聚力、内摩擦角间的函数关系;并根据钻杆旋转一周单齿破岩体积的累积量和宏观破岩体积相等,建立了进尺速度、转速与单齿破岩体积的对应关系。理论分析的结果表明,单齿作用下,破碎区域基本呈椭球形,并在压入点附近的表层出现薄层破碎;进尺速度与转速呈线性关系,进尺速度与钻杆轴压呈3/2次方的关系,进尺速度与黏聚力呈-3/2次方的关系,内摩擦角对进尺速度的影响可以忽略。在鞍千矿南采区进行了牙轮钻钻进规律的现场实验,研究了进尺速度与钻杆轴压、转速、黏聚力间的对应关系,得到了与理论分析一致的结果。研究成果可以为牙轮钻工作参数的优化设计及岩体强度的动态测试提供依据。
关键词
牙轮钻
单齿破岩体积
轴压
进尺速度
岩
体强度
D-P塑性准则
Keywords
cone drill
single-tooth rock fragmentation volume
axial force
drilling speed
rock mass strength
D-P plastic criterion
分类号
TU45 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
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
郭汝坤
冯春
李战军
李世海
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
6
在线阅读
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职称材料
2
牙轮钻工作参数与岩体强度对应关系的理论分析与实验研究
郭汝坤
冯春
李战军
乔继延
李世海
《岩土工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
7
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