牙轮钻工作参数与岩体强度对应关系的理论分析与实验研究

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	牙轮钻工作参数与岩体强度对应关系的理论分析与实验研究
	郭汝坤; 冯春; 李战军; 乔继延; 李世海
刊名	岩土工程学报
	2016
卷号	38 期号:7 页码:1221-1229
关键词	Cone Drill Single-tooth Rock Fragmentation Volume Axial Force Drilling Speed Rock Mass Strength D-p Plastic Criterion
ISSN号	1000-4548
其他题名	Theoretical and experimental studies on relationship between working parameters of cone drill and rock strengths
产权排序	郭汝坤, 中国科学院力学研究所, 中国科学院流固耦合系统力学重点实验室, 北京 100190, 中国.; 冯春, 中国科学院力学研究所, 中国科学院流固耦合系统力学重点实验室, 北京 100190, 中国.; 乔继延, 中国科学院力学研究所, 中国科学院流固耦合系统力学重点实验室, 北京 100190, 中国.; 李世海, 中国科学院力学研究所, 中国科学院流固耦合系统力学重点实验室, 北京 100190, 中国.; 李战军, 广东宏大爆破股份有限公司, 广州, 广东 510623, 中国.
文献子类	期刊论文
英文摘要	以露天矿开采为背景,基于牙轮钻单齿冲击压入破岩的机理,借助理论分析及现场实验,建立了牙轮钻的工作参数(进尺速度、钻杆轴压、转速)与岩体强度(黏聚力、内摩擦角)的对应关系。理论分析时,基于布西内斯科问题弹性力学解和Drucker-Prager 塑性准则,给出了单齿压入破碎区域的几何形态,建立了单齿破岩体积与钻杆轴压、黏聚力、内摩擦角间的函数关系;并根据钻杆旋转一周单齿破岩体积的累积量和宏观破岩体积相等,建立了进尺速度、转速与单齿破岩体积的对应关系。理论分析的结果表明,单齿作用下,破碎区域基本呈椭球形,并在压入点附近的表层出现薄层破碎;进尺速度与转速呈线性关系,进尺速度与钻杆轴压呈3/2次方的关系,进尺速度与黏聚力呈-3/2次方的关系,内摩擦角对进尺速度的影响可以忽略。在鞍千矿南采区进行了牙轮钻钻进规律的现场实验,研究了进尺速度与钻杆轴压、转速、黏聚力间的对应关系,得到了与理论分析一致的结果。研究成果可以为牙轮钻工作参数的优化设计及岩体强度的动态测试提供依据。
WOS关键词	cone drill ; single-tooth rock fragmentation volume ; axial force ; drilling speed ; rock mass strength ; D-P plastic criterion
语种	中文
CSCD记录号	CSCD:5752987
资助机构	国家重点基础研究发展计划项目 ; 中国科学院战略性先导科技专项B类 ; 国家自然科学基金青年基金项目 ; 广东宏大爆破股份有限公司项目资助
内容类型	期刊论文
源URL	[http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/59799]
专题	力学研究所_流固耦合系统力学重点实验室(2012-)
推荐引用方式 GB/T 7714	郭汝坤,冯春,李战军,等. 牙轮钻工作参数与岩体强度对应关系的理论分析与实验研究[J]. 岩土工程学报,2016,38(7):1221-1229.
APA	郭汝坤,冯春,李战军,乔继延,&李世海.(2016).牙轮钻工作参数与岩体强度对应关系的理论分析与实验研究.岩土工程学报,38(7),1221-1229.
MLA	郭汝坤,et al."牙轮钻工作参数与岩体强度对应关系的理论分析与实验研究".岩土工程学报 38.7(2016):1221-1229.