動(dòng)靜組合載荷作用下切削破巖的力學(xué)特性及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、巖石切削是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過(guò)程,表現(xiàn)出較強(qiáng)的非線性特征。自上世紀(jì)六十年代以來(lái)巖石力學(xué)界的學(xué)者們對(duì)巖石破碎開(kāi)展了深入的研究,取得了豐碩的成果。然而,過(guò)去的理論和實(shí)驗(yàn)研究主要集中在單一靜載或沖擊載荷下巖石破碎特征及其相應(yīng)的最優(yōu)加載形式上,針對(duì)動(dòng)靜組合載荷作用下的切削破巖研究則更少,本文正是基于上述問(wèn)題對(duì)動(dòng)靜組合載荷作用下切削破巖進(jìn)行了力學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)研究. 借鑒單一靜載荷或沖擊破巖試驗(yàn)的研究成果,分析了靜壓切削和沖擊切削過(guò)程,建立了切

2、削力學(xué)模型；確定了動(dòng)靜組合載荷切削破巖實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)參數(shù)。在多功能實(shí)驗(yàn)裝置上對(duì)巖石進(jìn)行了靜壓切削、沖擊切削和動(dòng)靜組合載荷作用下切削破巖實(shí)驗(yàn),并對(duì)切削力信號(hào)進(jìn)行采樣和處理。 為了研究動(dòng)靜載荷參數(shù)的變化對(duì)切削破巖效果的影響,應(yīng)用了混沌理論對(duì)巖石切削過(guò)程進(jìn)行了計(jì)算分析。通過(guò)利用功率譜、相空間重構(gòu)、關(guān)聯(lián)維數(shù)、最大Lyapunov指數(shù)等分析技術(shù)探討了混沌發(fā)生的切削條件。其結(jié)果表明,切削破巖是-種不規(guī)則、非周期的混沌現(xiàn)象。關(guān)聯(lián)維數(shù)就是巖石破