基于巖石表面位移場的超聲波振動下花崗巖損傷特性試驗研究

作者：張程,趙大軍,張書磊,周宇

摘要：超聲波振動碎巖技術作為解決硬巖鉆進難題的新方法,其技術可行性受到國內外學者的大量驗證,但是對于超聲波振動下硬巖破碎機理的認識還存在不足。超聲波振動下巖石表面徑向響應位移與內部損傷狀態存在著必然的聯系,本文通過監測巖石在超聲波振動過程中表面不同深度處的徑向響應位移,利用應力波傳播理論從能量耗散角度分析了巖石表面不同深度監測點徑向響應位移的時空演化與巖石內部損傷發展的關系,得出超聲波振動下巖石損傷主要由振動頭高頻沖擊巖石造成的Hertz錐形環狀裂紋和超聲波振動交變應力產生的疲勞拉伸裂紋造成的,Hertz錐形環狀裂紋的擴展深度為10 mm,疲勞損傷裂紋主要在10~20 mm深度處產生,超聲波振動下巖石發生局部宏觀破碎前存在著明顯的徑向響應位移征兆,巖石表面徑向響應位移可以作為超聲波振動下的破壞判據。本文的研究對于豐富超聲波振動下硬巖的破碎機理具有重要意義。

發文機構：吉林大學建設工程學院

關鍵詞：超聲波振動振動碎巖花崗巖徑向響應位移損傷破碎規律ultrasonic vibrationvibratory rock breakinggraniteradial response displacementdamage and fracture law

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