鉆孔劈裂器作用下圍巖應(yīng)力場(chǎng)分析.pdf

1、本文運(yùn)用接觸力學(xué)中赫茲理論和泊松理論，對(duì)鉆孔劈裂器作用下圍巖應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)力情況進(jìn)行分析，得出了一個(gè)簡(jiǎn)便的計(jì)算公式。并運(yùn)用的現(xiàn)有的理論解和數(shù)值模擬的方法對(duì)公式的使用范圍進(jìn)行了探討。以求對(duì)鉆孔劈裂器的研制、設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以及對(duì)劈裂器現(xiàn)場(chǎng)施工有所幫助。 本文以德國(guó)DADAR公司生產(chǎn)的C9N型徑向液壓劈裂器為參照，以硬質(zhì)巖石——花崗巖為研究對(duì)象進(jìn)行數(shù)值模擬，探究了在鉆孔劈裂器作用下應(yīng)力分布的情況，針對(duì)目前劈裂器破巖理論研究中存在的不足，

2、建立了各向同性彈性體三維模型，并利用數(shù)值計(jì)算軟件ANSYS9.0對(duì)鉆孔劈裂器作用下孔壁應(yīng)力分布情況進(jìn)行了數(shù)值分析，詳細(xì)計(jì)算了應(yīng)力分布與變化規(guī)律，借助這些結(jié)果，探討了簡(jiǎn)算公式的適用條件。對(duì)進(jìn)一步對(duì)鉆孔劈裂器的研究，以及鉆孔劈裂器劈裂機(jī)的研制、設(shè)計(jì)與優(yōu)化、指導(dǎo)劈裂器現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)行了有益的探索。 主要研究成果和結(jié)論包括： (1)通過(guò)反楔圓弧面與孔壁可能接觸狀態(tài)有完全接觸、不完全接觸，線接觸(Hertz)、不規(guī)則接觸四種情況，結(jié)合

3、赫茲理論的相關(guān)公式，推導(dǎo)出孔壁應(yīng)力函數(shù)。 (2)結(jié)合泊松理論，對(duì)赫茲解不能適用的鉆孔劈裂器與鉆孔孔壁大角度接觸的情況進(jìn)行了分析，并通過(guò)比對(duì)，得出所得公式在鉆孔劈裂器反楔和孔壁不完全接觸，且半接觸角小于50°的情況下仍可用于孔壁應(yīng)力分布的估算的結(jié)論。 (3)建立了全新的反楔與孔壁的接觸模型，通過(guò)模擬計(jì)算得出了鉆孔劈裂器對(duì)孔壁的作用力的分布規(guī)律。 (4)建立了各向同性彈性體三維模型，并利用數(shù)值計(jì)算軟件ANSYS9.0