位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
高压水射流冲击速度对砂岩破坏模式的影响研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU45[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201, [2]湖南科技大学南方煤矿顶板及煤与瓦斯突出预防控制安全生产国家安全监管总局重点实验室,湖南湘潭411201, [3]湖南科技大学煤矿安全开采湖南省重点实验室,湖南湘潭411201, [4]重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400044
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB239206); 国家自然科学基金面上项目(51374104,51474103)
中文摘要:

高压水射流冲击岩石会导致其发生结构破坏,不同的射流速度下,岩石呈现出各异的破坏形式。基于理论研究,分析水射流冲击岩石的应力波效应。选取速度分别为157,316,447,547,632,707和774 m/s的高压水射流开展冲击砂岩试验,分析不同射流速度下,砂岩内裂纹的数量、尺寸与形态。采用有限元法数值模拟了水射流破碎砂岩的过程,分析岩石内应力波的传播规律与裂纹的产生过程。研究表明:(1)当射流速度大于72 m/s时,砂岩表面出现破碎坑和环形裂纹,前者由水锤压力的剪切作用导致,后者由瑞利表面波的拉伸作用导致;(2)当射流速度为300~700 m/s时,砂岩内部产生大量的横向裂纹并出现体积破碎,裂纹的产生主要由应力波产生的径向拉伸应力导致;(3)当速度大于700 m/s时,砂岩产生的横向裂纹减少,主要以劈裂剪切方式破坏。

英文摘要:

The impingement of rocks by the high-velocity water jet causes the erosion of structures. The failure patterns of rocks subjected to water jet with different velocities vary greatly. The stress wave effect of water jet impacting on rock was analyzed based on the previous studies. A number of impacting experiments were conducted with the water jet velocities of 157,316,447,547,632,707 and 774 m/s respectively. According to the failure phenomenon of sandstone,the number,size and patterns of cracks inside the rock subjected to the water jet with different velocities were analyzed. Finite element models of water jet impacting on the cylindrical sandstone were established. The propagation of stress wave and the generation of cracks in rock were studied. The broken pit and the circumferential cracks on the surface of sandstone occurred when the velocity of water jet was above about 72 m/s,and the former was produced by the shear stress of water hammer pressure and the later was induced by the tensile component of Rayleigh wave. Many transverse cracks were produced by the radial tensile stress waves when the velocity was between 300 and 700 m/s. The major failure pattern of sandstone is the split cracks when the velocity is above 700 m/s.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823