静载与冲击加载方式下滚刀破岩特性

• 作者: 劳同炳 张旭辉 张桂菊 徐顺生 易亮 谭青
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 滚刀 颗粒流 破岩特性 比能耗 静载荷 冲击动载荷
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 机械工程? 控制科学与工程
• 页码范围: 101-108
• 页数: 8页
• 分类号: TP391.9|U455.3+1
• 字数: 4783字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2018.01.014

摘要

为了研究在单一恒定静载荷和冲击动载荷这2种情况下盘形滚刀破岩机制,使用颗粒离散元法建立滚刀破岩的二维数值模型.通过控制破岩的垂直载荷,对滚刀破岩动态过程进行分析并研究静载荷、冲击动载荷和冲击次数对滚刀破岩特性的影响,最后通过实验对静载荷下滚刀破岩情形进行验证.研究结果表明:在单一恒定静载荷下,滚刀破岩效果随着静载荷增大而提高;当静载荷达到一定值后,破岩效果提升不明显,存在1个最佳静载荷使破岩效果最优;在冲击动载荷作用下,岩石裂纹扩展情况与静载荷的扩展情况相似,但岩石内部以剪切破坏为主;随着循环冲击动载荷以及施加次数增大,岩石内部产生的裂纹数增大并且有向水平贯穿的趋势,破岩比能耗先减少后变化不大;滚刀在动静载荷作用下比能耗的变化趋势基本一致,冲击动载荷破岩的比能耗比静载荷作用下的比能耗高,大约是静载荷破岩比能耗的1.4倍.