超高压水射流破岩过程中的应力波效应分析

卢义玉，黄飞，王景环，刘小川

重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室资源与环境科学学院

摘 要：选取200,220和260MPa射流压力和3种岩样,实验研究非淹没条件下破岩效果的宏观规律.针对岩石在超高压水射流作用下的破碎特性,建立球面应力波在岩石介质中传播的波动方程.运用拉格朗日方法描述岩石质点的位移场和速度场.利用Matlab对波动方程进行计算求解,分析超高压水射流冲击下岩石破裂时序演化过程,建立岩石宏观断裂规律与微观破坏机制间的联系.研究表明:超高压水射流作用下岩石的破坏主要表现为拉伸破坏;岩石受力在应力波效应下呈现两种状态,即先拉伸后压缩应力状态与压缩应力状态;理论计算分析与实验结果基本吻合,表明利用该方法分析超高压水射流破岩机理是可行的.

关键词：超高压水射流;破岩机理;应力波;冲击实验;