刃型参数对滚刀破岩影响的线性切割试验 |
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作者姓名: | 龚秋明 吴帆 马帅 郑彦龙 殷丽君 |
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作者单位: | 1. 北京工业大学城市防灾与减灾教育部重点实验室;2. 中车建设工程有限公司;3. 东南大学土木工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金重点资助项目(51538001)~~; |
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摘 要: | 采用北京工业大学自主研制的机械破岩试验平台,分别应用V刃、平刃和圆刃滚刀对重庆青砂岩进行线性切割破岩试验。基于破岩现象和试验数据,从滚刀力、刀刃应力、比能和岩渣等方面研究刃型参数对滚刀破岩机理和效率的影响,并讨论不同刃型滚刀的适用性。研究结果表明:刃型参数会影响岩石内部裂纹扩展模式,改变滚刀破岩机理。圆刃滚刀的破岩曲线呈线性增长趋势,刀尖接触应力较高,滚刀力较小,刀刃下方径向裂纹扩展充分,岩片多为“两侧薄、中间厚”,滚刀更容易侵入岩石,但滚刀的受力状态不好;平刃滚刀的破岩曲线呈幂函数增长趋势,刀尖接触应力小,岩石损失范围更小,破岩裂纹平直扩展并产生扁平状岩片,破岩相对较难,但刀具受力状态较好;V刃滚刀破岩性能介于圆刃与平刃滚刀之间。无论何种刃型的滚刀,随着贯入度增加,岩石内部裂纹扩展范围加大,刀刃接触应力呈降低趋势。对于重庆青砂岩而言,圆刃滚刀比能最低,破岩效率最优。
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关 键 词: | 滚刀刃型 线性切割试验 破岩效率 刀刃应力 岩渣参数 |
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