2017年第5期张强修改稿及相.pdf

深部花岗岩钻孔卸荷三维数值模拟 1,2,3,4* 1 1 1 张强 ，孙国庆 ，索江伟 ，王海舰 （1.辽宁工程技术大学 机械工程学院，辽宁 阜新 123000；2.重庆大学 机械传动国家重点实验室，404100 ； 3.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室，大连 116023；4.矿山液压技术与装备国家研究中心， 阜新 123000） 摘 要：为了解决深部岩体掘进效率低，能耗大的问题，提出一种三维模拟的方法对对深部岩石钻孔分析。采用 ABAQUS 软件建立动力学模型，结合“切片法”针对钻孔卸荷形成应力集中区域沿深度分布规律模拟分析；分析深部高应力花岗岩钻孔 卸荷后形成的应力集中区沿深度变化的规律，研究在不同地应力的环境下不同钻孔深度及直径条件下应力的变化规律。结果 表明：在50MPa 地应力下钻孔直径为80mm 钻孔深度为120cm 时，形成的应力集中区最大，成孔后岩体内部最大应力最小， 卸荷效果显著。对于不同地应力的最佳钻孔卸荷参数不同，但都达到明显卸荷效果。研究结果为深部硬岩破岩机理和提高破 岩效率提供了方法和理论依据。 关键词：深部硬岩；ABAQUS ；切片法；应力集中区；钻孔深度；钻孔直径；地应力 中图分类号：TD803 文献标识码：A Three dimensional numerical simulation of borehole unloading in deep granite 1,2,3,4* 1 1 1 ZHANG Qiang , SUN Guo-qing , Suo Jiang-wei ，Wang Hai-jian （1.College of Mechanical Engineering, Liaoning Technical University,Fuxin 123000, China; 2.State Key Laboratory of Mechanical Transmission,Chongqing University;Chongqing 404100，P.R.China ； 3.State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Dalian University of Technology, Dalian 116023, P.R.China; 4..National Research Center of Mine Hydraulic Technology and Equipment,Fuxin 123000,China ） Abstract: In order to solve the problem of low efficiency and large energy consumption of deep rock mass, a three-dimensional simulation method is presented for the analysis of deep rock drilling.Using the ABAQUS software to establish the dynamic model, according to the section method, the simulation of the forming stress concentration region along the depth distribution of the borehole pressure relief was simulated. Author analysed the variation law of the stress conce