水射流速度對(duì)于橫向裂紋有哪些影響?
發(fā)布日期:2022-07-13 15:57:14 瀏覽人數(shù):已有0 瀏覽
說到切割方式“水刀切割”大家有聽過嗎?下面小編就為大家來(lái)詳細(xì)的說一說水刀切割的射流速度對(duì)于橫向裂紋的影響,趕緊跟隨我們來(lái)了解一下吧。
橫向裂紋的產(chǎn)生導(dǎo)致砂巖出現(xiàn)大體積破碎,且裂紋數(shù)量越多,砂巖破碎越徹底。水射流沖擊速度與砂巖產(chǎn)生橫向裂紋數(shù)量的關(guān)系可以看出,橫向裂紋的數(shù)量與水射流速度呈非線性分布。
當(dāng)射流速度較小的時(shí)候,橫向裂紋數(shù)量少,隨著射流速度的增加,橫向裂紋數(shù)量緩慢增加,當(dāng)射流速度達(dá)到大約632m/s時(shí),橫向裂紋數(shù)量達(dá)到大值;繼續(xù)增加射流速度,橫向裂紋數(shù)量迅速減小,根據(jù)規(guī)律,對(duì)于所選砂巖,產(chǎn)生的橫向裂紋的射流速度為300-700m/s。
分析可知,沖擊應(yīng)力波中的徑向拉伸應(yīng)力是導(dǎo)致砂巖出現(xiàn)橫向裂紋的主導(dǎo)因素。
當(dāng)射流速度較小時(shí),沖擊產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力小于巖石材料的抗拉極限,無(wú)裂紋產(chǎn)生;增加沖擊速度,產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力增大,一旦大于巖石的抗拉極限,巖石便產(chǎn)生拉伸破壞,形成橫向裂紋,且這種效應(yīng)隨著射流速度的增加而更加顯著。
當(dāng)射流速度增大至某一門限值后沖擊產(chǎn)生的水錘壓力促使破碎坑迅速向巖石內(nèi)部擴(kuò)展,導(dǎo)致了巖石產(chǎn)生剪切破壞。剪切裂紋的擴(kuò)展削弱了沖擊波強(qiáng)度,從而降低了應(yīng)力波效應(yīng),巖石產(chǎn)生的橫向裂紋數(shù)量減少。
經(jīng)高壓水射流沖擊破碎后,砂巖內(nèi)部產(chǎn)生的裂紋數(shù)量越多,裂紋面越大,巖石收到的損傷越大。水射流經(jīng)過時(shí)間到達(dá)巖石表面后,巖石材料開始出現(xiàn)損傷,隨著沖擊的繼續(xù),損傷量迅速增大,水錘壓力是該階段巖石破碎的主導(dǎo)因素,大約100 后,損傷量增加的速率變緩,并逐漸趨于定值,該階段主要由滯止壓力來(lái)破碎巖石當(dāng)射流速度為316m/s時(shí),巖石損傷量較小,損傷主要集中在破碎坑。
當(dāng)速度為632m/s時(shí),損傷量增大,產(chǎn)生大量橫向裂紋并導(dǎo)致巖石產(chǎn)生體積破碎。當(dāng)速度增大至774m/s時(shí),損傷量較632m/s時(shí)減小,損傷由剪切裂紋和橫向裂紋共同導(dǎo)致,且數(shù)量較小。
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