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为研究压头压入时声发射图像与岩石破碎过程的关系，采用6种脆性和塑性岩石进行了试验。试验得到的声信号频率和平均幅度的图像表明：较硬的脆性岩石的压入破碎过程可分为微裂纹和微孔隙闭合、弹性变形，以及破碎后等五个阶段；而对于较软的塑性岩石则难以划分破碎阶段。另外还发现岩石压入硬度与声发射的峰值平均幅度有良好的相关关系。这种关系可能用来预测岩石可钻性。 相似文献
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针对孕镶金刚石钻头在坚硬岩石中的低钻速、高能耗问题,提出以体积破碎的碎岩方式来提高钻进效率的方法。为了进一步探究孕镶金刚石钻头的体积破碎形式,首先设计了单颗金刚石压入岩石全过程的室内实验。通过分析试验数据发现,金刚石压入岩石发生首次局部体积破碎即为金刚石钻头的体积破碎类型。然后,建立了金刚石压入岩石发生首次体积破碎时钻头的钻压和钻速计算模型,并通过对比理论值和实际值,进一步验证了单颗金刚石压入岩石试验结果以及计算模型的正确性。最后,通过分析计算结果,提出了在小粒径金刚石钻头中添加大颗粒金刚石来实现部分体积破碎的方法,并推导出钻头中应添加大颗粒金刚石的制品浓度,确定了大小粒径金刚石的添加量,并对大颗粒金刚石在钻头中的分布情况以及碎岩方式进行了探讨,可为实际中钻头参数设计提供参考依据。 相似文献
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声发射技术在采矿工程、石油工程、土木工程、工程地质和岩石性质基础研究中得到越来越多的应用.作者对压头压人时岩石破碎与声发射参数之间的关系作了初步研究.试验结果表明,声发射图象能够反映岩石压人破碎机理,并且岩石压人硬度与声发射信号峰值平均幅度及积分平均幅度有明显的相关关系. 相似文献
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岩石磨蚀性的试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
岩石磨蚀性的试验研究在探矿工程以及其它采掘工程中都具有重要的意义。 本文详细地叙述了一种测定岩石磨蚀性的方法。作者利用钻铣磨床改装而成的装置,在规定的条件下（轴压力15kgf,转速400r/min,时间10min）,测定了25种岩石的磨蚀性指标;同时,还测定了在这些岩石中一字形钎头的磨次进尺、岩石的石英含量及粒度、岩石的压入硬度;并借助微机进行了数据处理与回归分析,对它们之间的相关性进行了评价。 实验与分析结果表明:利用简单易行的仪器来模拟工具在破碎岩石的过程中受到磨损的实质,在规定的条件下,测量标准物的磨损量,在数值上表征岩石的磨蚀性的方法是可行的;一字形钎头的磨次进尺是由岩石的磨蚀性和压入硬度共同决定的;影响岩石磨蚀性的主要因素是岩石的石英含量及粒度,岩石的压入硬度。 相似文献
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岩石硬度是反映岩层软硬、可钻性和爆破难易程度的重要指标,解译冲击钻进钻具响应信息可为原位、快速、定量评价岩石硬度提供新思路。采用高精度数字型位移、液压和转速传感器监测冲击钻机的关键传动部位,搭建了冲击钻机数字钻进过程监测系统。平行开展岩石硬度测定和冲击钻进正交试验,建立了各类岩石的钻进响应信息标准数据库,深入剖析推进压、冲击压、旋转速度与冲击耗能之间函数关系,并提出利用冲击耗能指数定量评价岩石硬度的方法。研究发现,推进压和冲击耗能呈负相关的线性关系;冲击压和钻进耗能拟合曲线为开口向上抛物线,各种岩石对应曲率半径不尽相同,但对称轴基本一致;钎杆转速对钻进耗能的影响可忽略。通过对单位体积钻进耗能进行无量纲化处理,滤除了冲击钻进机械参数的影响,定义了可用于表征岩石硬度的新指标：冲击耗能指数η,其离散性小且与岩石硬度具有良好的相关性。利用数字传感技术获取和解译常规钻孔的钻进过程响应信息,可在不额外增加勘测或试验工作量情况下测定岩石硬度,为工程现场直接评价岩体参数提出了新途径。 相似文献
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维持孕镶金刚石钻头的正常钻速,需给钻头施加一个最小钻压。该钻压值随岩石压入硬度值的提高而增大;随钻头转速的提高而增加。通过对13种岩石的测试和同归计算,得出了最小钻压随压入硬度变化的表达式: P_(min)=44.3168+0.2633H_y 相似文献
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岩石的主要物理机械性质与岩石可钻性相关性的试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
本试验研究共钻进78种岩石,803块岩样,完成868个钻孔,总进尺82m左右。测试了岩石的压入硬度、研磨性、塑性系数、声学特性等性质,共取得各种测试数据8570个.在BCM—Ⅲ型微机上,对其数据进行了数理统计,建立了以岩石压入硬度、研磨性和塑性系数为主因子的岩石可钻性预测方程,方程的预估精度达80％左右。 相似文献
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为了验证高能激光技术能够辅助隧道掘进机(tunnel boring machine,简称TBM)盘形滚刀（以下简称滚刀）实现高效破岩,以滚刀破岩过程中基本的运动形式——侵岩为研究对象,参照17 inch（432 mm）工程用滚刀,按1:8的比例制备了缩尺比例滚刀压头（以下引述为滚刀压头）,开展了以孔孔距（2、3、4、5 mm）、刀孔距（3、4、5、6、7 mm）为变量的激光辅助滚刀压头侵岩L20(4×5)正交试验以及无激光作用的对照组试验。试验研究结果表明：随着刀孔距的增加,滚刀压头的破岩量与岩石破碎块度均增加,而垂直力和比能耗均降低,最优刀孔距为6 mm;随着孔孔距的增加,破岩量、垂直力和岩石侵入难度系数均降低,而岩石破碎块度和比能耗均增加,最优孔孔距为3 mm。与传统滚刀回转滚压破岩方式相比,在激光辅助作用下,可促进岩石张拉裂纹的产生,提高了滚刀侵岩效率。所提出的激光辅助滚刀耦合破岩模式在未来TBM极硬岩层隧道掘进中具有一定的应用前景。 相似文献
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以玄武岩为试样,开展了中低应变率下的岩石单轴抗压试验。本次研究分析应变率对岩石抗压强度、弹性模量、泊松比等力学参数的影响,分别提出了岩石抗压强度、弹性模量、泊松比等参数与应变率之间的拟合关系式。以峰值应力对应的应变和峰值后的软化模量为脆性评价指标,分析加载应变率对岩石脆性的影响。研究表明:(1)岩石抗压强度、弹性模量均随应变率的增加而增加。(2)岩石泊松比随应变率增加而减小。(3)随着应变率增加大,峰值应力对应的应变增大,峰值后的应变软化程度减小,岩石脆性减弱。(4)应变率对岩石抗压强度影响较大,对弹性模量和泊松比的影响较小。(5)曲线拟合效果良好,提出的拟合关系式合理。 相似文献
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The neural network system has been developing very fast recently. It has been widely used in many industries such as automation, nuclear power plant, chemical industry, etc. Neural network systems have a great advantage in dealing with problems in which many factors influence the process and result, and the understanding of this process is poor, and there are experimental data or field data. In rock engineering, many problems are of this nature. In this paper, a brief introduction to neural network systems is given. Problems such as what is a neural network, how it works and what kind of advantages it has are discussed. After this, several applications in rock engineering, made by us, are presented. Case 1 is ore boundary delineation. In this case, the rock are divided into three classes, i.e.: (1) waste rock; (2) semi-ore; and (3) ore for mining purposes. The neural network system built can judge whether it is ore, semi-ore or waste rock along the borehole according its corresponding geophysical logging data, such as gamma-ray, gamma-gamma, neutron and resistivity. Case 2 is aggregate quality prediction. In this case, the quality parameters: (1) impact value; (2) abrasion value I; and (3) abrasion value II are predicted by using a neural network system based on density, point load, content of quarts and content of brittle minerals. Case 3 is rock indentation depth prediction. In this case, the rock indentation depth under indentation load is predicted by the established neural network system based on the indentation load on rock, indenter type and rock mechanical properties, such as uniaxial compressive strength, Young's modulus. Poisson's ratio, critical energy release rate and density. In all these cases, the neural network systems have been applied successfully. The testing results are satisfactory and better than the existing techniques. 相似文献
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为了提高坚硬岩层隧道掘进机（tunnel boring machine, TBM）贯入度和降低滚刀受力,高压水射流辅助TBM滚刀破岩已在工业界初步应用。为了揭示水力切缝滚刀破岩机制,基于水力切缝岩石滚刀贯入试验进行了三维颗粒流模拟,研究了滚刀贯入力和贯入刚度随切缝深度的变化规律,揭示了不同切缝深度滚刀纵横剖面内的裂纹扩展和力链演化过程,分析了拉裂纹和剪裂纹随切缝深度的变化规律,明确了不同切缝岩石滚刀贯入的破坏模式和破坏机制。结果表明,第1次贯入的贯入刚度和贯入力随切缝深度的增加大致呈线性降低,第2次贯入的峰值力和贯入刚度小于第1次。而且,50～80 mm刀间距的变化对峰值贯入力的影响并不显著。随着切缝深度的增加,滚刀下方力链集中区边缘的倾角变大。由此导致破坏倾向于倾斜向下发展,当刀间距增加时,破坏由切缝一侧倾斜破坏向两切缝中间岩脊倾斜破坏转变,研究结果可为TBM滚刀与水射流布置和切缝深度的选取提供一定参考。 相似文献
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Application of the DDM and fracture mechanics model on the simulation of rock breakage by mechanical tools 总被引：2，自引：0，他引：2
A DDM (displacement discontinuity method) program coupled with a modified energy criterion is used to simulate the development of cracks and chips by indentation tools. In our analysis a cavity model is applied to represent the expansion of crushed rock to the surrounding rock and the cracks are formedin two-dimensional and quasi-static conditions. The model parameters, rock properties and load magnitudes are varied in the numerical calculations. The results show that chips are formed by multiple mechanisms of either tension or shear, or their combinations. The cracks may either propagate to the free surface to form chips or rest in the rock subsurface. The crack development is dependent upon rock and fracture properties, loading force and tool characteristics. The DDM is a convenient tool in the study of rock fragmentation and cracks. 相似文献
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为研究无侧限和有侧限条件下软岩贯入破坏特征,结合声发射检测技术和电镜扫描试验进行泥岩立方体试样常截面滚刀贯入试验,分析试验过程中荷载-贯入度曲线和声发射参数特征,并对岩石渣块断口进行细观电镜扫描,研究了破坏时细观和宏观裂纹形成过程。试验结果表明,（1）无侧限和有侧限贯入试验中荷载-贯入度曲线在跃进荷载处均出现明显峰值,跃进荷载峰值以后无侧限试样完全破坏,有侧限试样尚未完全破坏;（2）当宏观裂纹产生时无侧限试样声发射参数出现明显峰值,主要源于该宏观裂纹在试样内部的扩展。有侧限试样破坏过程中出现多次声发射参数峰值,对应多条宏观裂纹形成和扩展;（3）常截面滚刀贯入过程中试样内部出现微滑动,剪切破坏现象比较明显,可以认为滚刀贯入过程中泥岩破坏模式以剪切破坏为主。 相似文献
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《Geomechanics and Geoengineering》2013,8(4):293-302
This paper presents a comparative study of two methods, Sarma's method and the discontinuous deformation analysis (DDA), for rock slope stability analysis. The comparison concerns the stability analysis of two classic rock slopes. The study shows that the DDA, which accounts for the block kinematics, provides a very different factor of safety as compared with Sarma's method. More realistic reaction forces around each rock block can be obtained by the DDA, including the thrust forces between rock blocks and the forces between the base and the blocks. The DDA's result shows two possible directions for the relative movement between two contiguous blocks at the initiation of slope failure. It also indicates that the limit equilibrium condition may not occur along the interfaces of rock blocks at the initiation of slope failure. The determination of realistic interaction forces around each block will be very important in rock slope stability analysis if nonlinear failure criteria are considered. 相似文献