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动静组合加载下刀具破岩的力学模型

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动静组合加载下刀具破岩的力学模型2013年第40卷第2期探矿工程(岩土钻掘工程)15动静组合加载下刀具破岩的力学模型张化民,于好善,陈礼仪,宋刚(1.成都理工大学环境与土木工程学院,四川成都610059;2.中国地质科学院勘探技术研究所,河北廊坊065000)摘要:基于初始弹性和动静荷分工的假设,将动静复合加载下坚硬完整的脆性岩石的破碎过程分为弹性、损伤和断裂3阶段,综合运用弹性力学、岩石力学、损伤力学和断裂力学进行分析。由集中力作用下弹性半空间的应力场和单元体的剪切破坏,得出了岩石损伤的裂纹源和其曲线扩展路径;选定I型、Ⅱ型裂纹作为动载冲击作用下压剪裂纹的扩展模式。提出了以冲击能(次数)来定义损伤度的方法。以相邻破碎坑的侧向裂纹扩展贯通作为岩石破碎的终点。本力学模型可以用于动静复合加载破碎岩石的系统仿真、数值模拟和机具设计。关键词:动静载荷;岩石破碎;裂纹源;破岩刀具中图分类号:P634.1文献标识码:A文章编号:1672—7428(2013)02—0015—04MechanicalAnalysisonRockFragmentationunderCombinedStaticandDynamicLoading/ZHANGHua—min,YUHao—shan,CHENLi—yi,SONG(1.ChengduUniversityofTechnology,ChengduSichuan610059,China;2.TheInstituteofExplorationTechniques,CAGS,LangfangHebei065000,China)Abstract:Basedontheinitialelasticanddivisionsofworkbystaticanddynamicloads,thehardandintactbrittlerockbreakingprocessunderstaticanddynamicloadingisdividedinto3stages:elasticity,damageandfracture,whichareana—lyzedbycomprehensiveuseofelasticmechanics,rockmechanics,damagemechanicsandfracturemechanics.Bytheelas—tichalfspac

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