微波照射下巖石損傷演化的數(shù)值模擬研究.pdf

1、巖石開挖的主要方法有爆破破巖法和機械破巖法，這兩種方法均存在一定缺點，前者對原巖的擾動大、開挖硐室支護困難，后者一次投資高、刀具壽命短、成本高等，因此找到一種高效的巖石破碎方法是廣大工程技術(shù)人員所期盼的。已有的研究表明，利用微波照射可以降低巖石強度，有助于提高機械破巖的效率，因此“微波+機械”有望成為巖石開挖的高效方法,并將有助于實現(xiàn)破碎過程中低噪音及低粉塵等優(yōu)點。
　　本文以研究微波照射下巖石強度的弱化為目的，通過改變微波功率、

2、微波照射時間、巖石種類等多種因素，研究微波照射引起巖石強度弱化的規(guī)律，并通過數(shù)值模擬和實際的微波照射試驗對巖石在微波照射下的強度弱化原因進行分析。具體研究內(nèi)容及取得成果如下：
　　（1）結(jié)合微波加熱原理探討微波照射造成巖石損傷的機理。微波照射引起巖石溫度升高，使得巖石內(nèi)部應(yīng)力增大、分布發(fā)生變化進而影響巖石強度，微波照射引起巖石強度弱化與微波功率、微波照射時間、巖石類型（構(gòu)造、礦物組成）有關(guān)。
　?。?）利用數(shù)值模擬軟件建立巖

3、石試件內(nèi)部裂隙和礦物顆粒的仿真模型，得到微波照射下裂隙內(nèi)部及礦物顆粒周圍的應(yīng)力變化情況。其中，巖石內(nèi)部裂隙在微波照射下的應(yīng)力分布為：裂隙尖端出現(xiàn)明顯應(yīng)力集中，隨功率增大、照射時間增長應(yīng)力集中越明顯。
　?。?）在微波照射巖石的試驗過程中，通過改變照射參數(shù)得到不同情況下不同巖石強度損傷情況：功率越大、照射時間越長巖石強度損傷越明顯；不同巖石在相同的試驗條件下強度損傷不同；巖性相同構(gòu)造不同的巖石試件在相同的試驗條件下?lián)p傷也不同。不同巖