基于断裂损伤的岩石破碎模拟与钻头优化设计

Rock crushing simulation and cutting bit optimum design based on fracture and damage mechanics

根据岩石力学和断裂力学,建立了岩石裂纹产生、扩展及贯通判据,通过Flac3D有限差分程序自带的fish语言编程,在Flac3D中加以实现并通过改变裂隙单元的柔度矩阵,实现了Flac3D本构模型的二次开发。采用包含该判据的Flac3D有限差分程序对钻齿钻入脆性岩石模型进行计算,研究钻齿钻入脆性岩石时钻齿的不同角度设置对岩石破碎体积、裂纹长度、裂隙贯通的影响规律等。在总结旋挖钻机钻进岩石工程试验的基础上,最后提出旋挖钻机入岩钻齿角度θ及间距设计的理论基础。