石材超高似静压切割开采技术

一、石材超高似静压切割开采技术机理 石材是一种非均质脆性材质。其抗拉强度大大小于抗压强度及抗剪强度。脆性材料的破坏以断裂为最易,能耗最低。一般外力达到一定程度,其内部裂隙发育成熟则会实现断裂,若人为事先形成裂隙则断裂更易实现。为了验证这一理论在花岗岩中进行了试验。花岗岩的抗拉强度为2000kgf/cm~2,用高压水射流在其中切割出裂纹,然后在已切好的花岗岩中加压破碎(压力为120～200kgf/cm~2),从破碎结果看当裂纹倾斜60°时,其破碎面也为60°,当裂纹倾斜90°时,     

石材超高似静压切割开采技术

一、石材开采现状 目前国内石材开采主要是人工爆破、静态破碎剂胀裂、劈裂机劈裂等,有极少数单位试用了爆裂管及破裂弹,但这两种技术不适合千变万化的具件条件而难以广泛应用。 二、石材超高似静压切割开采技术机理 石材是一种非均质脆性材质,其抗拉强度大大小于抗压强度及抗剪强度。另外脆性材料的破坏以断裂为最易,且能耗最低。一般外力达到一定程度,其内部裂隙发育成熟则会实现断裂,若人为事先形成裂隙则断裂更易实     

单齿静压入实验破碎坑的数据处理及几何建模

单齿静压入实验是“牙轮钻头与岩石互作用仿真”课题的基础实验研究工作。西南石油学院钻头研究室针对四类岩石,三类不同冠部形状的硬质合金牙齿,进行了大量的单齿静压入实验,根据实验结果提出了三类牙齿静压入破碎坑的几何模型,并简要介绍了通过破碎坑实验,并简要介绍了通过破碎坑实验数据的处理获取几何模型特征参数的方法。     

温度对岩石动态断裂韧度的影响研究

根据Central Cracked Circular Disk-Split Hopkinson Pressure Bar(CCCD-SHPB)测试原理,采用平台巴西圆盘开展温度对岩石类材料动态断裂性能影响的实验研究。实验中控制加载速率基本一致,仅改变试件测试的温度,实现了岩石材料在同一加载速率、不同温度下的动态断裂实验,进而开展岩石材料动态断裂韧度的温度相关性研究。实验结果表明,当温度处于8～100℃时,动态断裂韧度随着温度的升高而逐步下降,近似呈线性关系。     

切缝药包爆破在公路采石场中的应用

本文介绍了切缝药包岩石定向断裂爆破技术和其参数的选取。将之应用于采石场料石开采，取得了良好的技术经济效益，具有广阔的应用前景。     

岩石断裂韧性的试验研究

本文论述了坚硬岩石的Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ-Ⅱ混合型断裂试验,根据三种方法的断裂试验成果,得到了适合于正长岩、玄武岩等结晶岩石的断裂韧度曲线。试验表明,岩石的断裂韧度受其矿物成分、结构构造及所含微细结构面等因素的控制,岩石断裂韧度和声波速度有密切的正相关关系。     

类岩石裂纹压剪流变断裂与亚临界扩展实验及破坏机制

进行双轴压缩条件下类岩石裂纹的压剪流变断裂实验,采用双扭试件的常位移松弛法对类岩石材料进行亚临界裂纹扩展与断裂韧度试验。在实验室尺度上证实了类岩石裂纹流变断裂现象的存在,并且得到了翼形裂纹–翼形裂纹贯通、翼形裂纹–原生裂纹贯通和翼形裂纹–翼形裂纹–剪切裂纹贯通的 3 种流变断裂贯通模式。类岩石材料的流变断裂是一种稳定的裂纹扩展,其本质原因是类岩石裂纹的亚临界扩展。以黏弹性断裂力学、流变力学和能量准则为理论依据,推导以应力强度因子、翼形裂纹长度和时间为内变量的相应势函数,建立多种破坏机制的 压剪岩石裂纹的流变断裂 判据和计算模型。 利用 流变断裂 实验对计算模型进行验证,得出裂纹流变 贯通的 理论时间与实验时间较为吻合,当翼形裂纹的扩展方向与最大压应力方向偏离较大时实验结果与理论模型误差较大。提出的计算方法和理论判据为研究岩石裂纹的流变断裂的细观机理及岩体工程流变破坏的宏观机制提供了一个新而实用的研究手段。     

不同温度下岩石Ⅲ型断裂的物理分析

采用压剪盒实验研究不同温度下岩石的Ⅲ型断裂,通过对断裂轨迹和断口微观分析,得出岩石断口微观断裂机理特征,确定压剪盒实验中试样发生真Ⅲ型断裂。     

关于岩石孔内刻槽的技术难点及应用优势

“应力集中控制爆破”开采石材的方法,被人们简称为“刻槽爆破”。它是由方便实用的岩石孔内刻槽工具和安全经济的控制爆破技术两部分组成。使用这种方法可以增大岩孔间距、减少钻孔数量、控制断裂方向、使断面平整、荒料无内伤、产量得到提高,给石材矿山带来可观的经济效益。     

温压耦合作用下岩石动态破坏过程和机制研究

温压耦合是深部岩石(体)的典型赋存环境。为揭示温压耦合下岩石的力学特性和破坏规律,采用实验和数值仿真相结合,研究岩石在不同温度和轴向静压力作用下的动态破坏过程,数值模拟再现温压耦合作用下岩石动态破坏性质的变化规律,给出温压耦合作用下岩石的动态破坏模式以及不同温度和不同轴向静压作用下破坏形态的差异。结果表明,在温度作用下,岩石发生膨胀导致热应力的产生;在相同轴向静压、不同温度作用下岩石的破坏形式相似,但是随着温度的升高,试样表面自由膨胀引起应力释放,而在试样内部会产生应力聚集,破碎更为粉碎。     

变风量空调系统风机静压控制方法研究

使用空调系统模拟软件ＨＶＡＣＳＩＭ＋,研究了变风量空调系统中风机的定静压、变静压控制方法。根据模拟结果指出了风机的静压控制方法的特点是关键问题,并对定静压控制方法进行了实验验证。     

岩石爆破损伤断裂的细观机理及其力学特性研究

 博士学位论文摘要　通过理论分析与建模、实验室与现场试验、数值模拟计算三个方面, 深入探讨了岩石在爆炸荷载作用下的细观断裂机理及损伤演化规律, 对爆破损伤岩石的力学特性进行了实验研究和分析。在分析研究现有岩石爆破损伤模型和岩石损伤断裂理论的基础上, 提出了用宏观和细观相结合, 用细观损伤断裂力学方法描述和计算了岩石爆破破碎过程, 并将爆破过程分为应力波的动力作用和爆生气体的驱动及准静态应力场作用两个相互连贯, 而作用机理又不尽相同的两个阶段: 第一阶段为爆炸应力波作用下的动态损伤断裂初期效应, 第二阶段为爆生气体的流体驱动和静态压力场作用下的损伤断裂后期效应, 并分别研究了该两阶段岩石在爆炸载荷作用下的微裂纹扩展和损伤演化规律以及岩石爆破损伤断裂准则。在应用计算损伤材料有效模量的Taylo r方法基础上, 建立了一个适应范围更广的新的岩石爆破损伤模型; 然后应用细观损伤力学和断裂力学理论, 建立了岩石在爆生气体驱动下的宏观裂纹扩展及在静态压力场作用下的裂纹尖端损伤局部化模型, 从而确定了岩石在爆炸载荷作用下的损伤场, 揭示了岩石爆破损伤断裂的全过程实质。运用超动态应变测试、超声波及电镜对岩石爆破损伤断裂机理和破坏过程进行了实验研究, 模拟了炮孔填塞和无填塞、耦合装药和不耦合装药、不同参数下的爆破过程, 分析了不同爆破条件下岩石内部的微裂纹扩展、损伤演化和岩石破碎规律。结果表明: 爆炸应力波对岩石的破坏作用主要体现在爆破近区, 而在爆破中远区主要产生损伤, 如果没有爆生气体的后期作用, 这种损伤一般不会造成破坏; 而爆生气体是裂纹扩展的主要原因, 特别是在主裂纹的形成和扩展过程中起了十分重要的作用。实验结果验证了所建模型的正确性和合理性。在现场及实验室实验的基础上, 分析研究了爆破对围岩的损伤作用, 建立了岩石弹脆性细观损伤模型; 并认为爆破对围岩的损伤作用体现在对岩石力学性能劣化和岩体完整性降低两方面, 其损伤程度与装药条件、爆破参数及远场应力有密切关系, 加大不耦合装药系数可以明显减弱对围岩的损伤作用;首次提出了爆破损伤岩石基本质量指标的概念, 推导了爆破对岩体基本质量指标BQ 公式的影响系数表达式, 定量地分析了爆破对围岩质量影响与损伤程度, 这对合理选取爆破参数和对围岩、边坡稳定有实用指导价值。以DYNA 22D 程序为基本框架, 采用小损伤条件下的解耦方法, 实现了对岩石爆破过程的数值模型, 计算模拟并对比了填塞和无填塞装药条件下的岩石爆破过程和损伤演化, 数值模拟与实验结果基本一致。     

打楔法开采石材的断裂机理探讨

本文以开采石材时最常用的打楔法为研究对象,对岩石断裂机理进行了探讨,给出了劈裂过程各阶段的受力表达式,指出了提高开采效率的途径,为实用工艺优化程序的编制提供了基础。     

动静载荷耦合作用下岩石破碎理论分析及试验研究

根据压头侵入岩石的断裂特征,确定了动静载荷耦合侵入岩石过程中所形成的中间、径向和侧向裂纹长度与侵入载荷、冲锤质量和冲击速度关系式,分析了冲击–静压切削组合破岩模式下冲击间距(频率)对破岩效果的影响。在自行研制的动静态多功能岩石破碎试验台上,以花岗岩为试验对象分别进行了动静耦合载荷侵入岩石试验和冲击–静压切削破岩试验。结果表明:组合载荷模式能大幅度提高破岩效果,冲击间距与切削深度之比值对破岩比能耗有很大影响,并且存在最优比值可使破岩达到最佳效果;合理的加载方式应是冲击载荷使岩石产生足够大的开裂区,再与之匹配适当的静压和切削力将开裂区岩石切削下来;大冲击能、高冲击频率、小冲击间距对于破碎脆性硬岩有较好的效果。     

几种典型变质岩的冲击断裂焦散线实验探讨

采用落锤冲击加载反射式焦散线实验系统,对经过镜面移植工艺加工的几种典型的天然变质岩(汉白玉、大理岩和板岩)和类岩石(人造石和水泥石)试件进行冲击断裂实验,得到类岩石材料的裂纹尖端焦散斑,但没有得到天然岩石材料的焦散斑。进而对未经镜面移植工艺加工的试件进行落锤冲击断裂的高速摄影实验,发现天然变质岩试件冲击断裂过程中,试件表面首先出现"白带纹",与类岩石试件存在明显差异。通过对2种实验中裂纹出现时间和传播速度的对比分析,发现采用反射式焦散线实验无法记录下经镜面移植工艺处理的天然变质岩试件中微裂纹的发育和部分扩展过程,移植的镜面掩盖了天然岩石试件断裂过程中微裂纹的发育和扩展现象,导致天然变质岩石的焦散线实验难以成功。     

岩石断裂韧度的物理性状效应

<正> 岩石的平面断裂韧度K_IC是断裂分析的重要参数,是衡量岩石抵抗断裂破坏能力的指标,它与岩石材料的物理性状有关。 本文简述了经不同条件处理后的岩石试样,在一般实验室条件下测定其断裂韧度的方法及成果。探讨了部分岩石材料的断裂韧度的物理性状效应,即岩石断裂韧度随烘干温度的变化、随湿度的变化和随岩石材料本身的弹性及强度的变化规律。这些规律对工程实践和研究岩石材料的断裂破坏的本质是有价值的。     

变风量空调系统静压设定值重置方法及控制策略研究

分析了已有的变风量空调系统送风机控制方法,提出了基于实测主风管风量的静压设定值重置方法.在小型变风量系统实验室中分别进行了定静压法和静压重置法实验,比较了两种控制方法.针对实验室实验的局限性,在仿真平台上进行了一系列的仿真实验.最后从系统稳定性、风机节能潜力以及适用范围等方面评价了静压重置法.     

承德市区基底岩石工程地质条件

本文论述了承德市区基底岩石的类型、断裂构造、埋藏深度及岩层结构特征 ,统计分析了不同类型基底岩石各风化层的厚度分布及其物理力学性质指标、承载力 ,对基底岩石的工程性质进行了分析与评价 ,进而指出了基底岩石的实际工程应用及应用过程中应注意的问题。     

岩石动静组合加载力学特性研究

 根据深部岩石力学研究的需要,在分析深部开挖中岩石受力特点的基础上,提出岩石动静组合加载问题。通过对多载荷凿岩机、INSTRON系统、SHPB装置的不断改进和尝试,研制出中高应变率段岩石动静组合加载试验系统,该系统可实现岩石轴向静压0～200 MPa、围压0～200 MPa和冲击动载0～500 MPa的同时加载。基于新研制的试验系统,对岩石在不同动静组合加载下的强度特性、破碎规律及吸能效率进行研究。结果表明：冲击动载一定,轴向静压从0增大到其单轴静压强度70%时,岩石的组合加载强度大于其纯静载强度或纯动载强度。轴向静压不变,随着冲击动载的增大,岩石的组合加载强度逐渐增大,表现出率相关性。动静组合加载下,岩石的破坏呈拉伸破裂模式,岩石的破碎块度在冲击动载或轴向静压增大时都向细粒端发展。岩石的吸能率随着动静组合加载的不同而不同,通过选择合适的动静组合加载,可使岩石的吸能率最大。     

细观组构特征对含U型切槽岩石梁断裂特性的影响规律

为了揭示细观组构特征对岩石断裂特性的影响规律，基于临界距离理论，建立含U型切槽岩石梁表观断裂韧度KIN与固有断裂韧度KIC、临界距离L以及切槽半径ρ的理论关系，提出确定KIC与L的新途径。采用离散元数值方法，通过构建不同矿物晶粒粒径、不同非均质性的岩石晶粒离散元模型，开展含U型切槽岩石梁的三点弯曲数值模拟实验，结合理论分析结果，获得岩石表征断裂韧度、固有断裂韧度与临界距离；分析矿物晶粒尺寸与非均质性对岩石断裂韧度与临界距离的影响规律。研究结果表明：通过数值实验直接测定的岩石断裂韧度、临界距离值与理论求解得到的结果相符，数值实验具有较高的可靠性。细观组构特征对岩石的断裂特性具有显著影响，随着矿物晶粒尺寸增大，岩石的断裂韧度KIC逐渐减小，临界距离L逐渐增大；随着岩石非均质性的增大，断裂韧度KIC与临界距离L逐渐减小。