不同围压与节理特征下盘形滚刀破岩数值研究

为了研究围压、节理特征对盘形滚刀破岩的影响，采用颗粒离散元法建立了不同围压、节理特征下的盘形滚刀破岩模型并进行数值仿真，研究不同围压与节理特征下对应的破碎模式、破岩比能耗和裂纹数目。研究表明：盘形滚刀破岩时，随着围压与节理特征的变化，会呈现4种破碎模式；其中当围压为50MPa，节理间距小于60mm以及节理倾角在30°附近时呈围压促进破碎模式，该破碎模式类似于岩爆，破岩比能耗极低；当围压和节理间距一定时，比能耗随着节理倾角的增大先减小后增大，且在30°时取得最小值；当围压和节理倾角一定时，比能耗随着节理间距的增大而增大；当节理间距一定时，节理倾角在0°，90°附近时，比能耗随着围压的增大而增大。而当节理倾角在15°~75°时，比能耗随围压由1MPa增加到25MPa时而增大，由25MPa增加到50MPa时而减小；另外，破碎模式、比能耗和裂纹数目三者关系密切，其中比能耗和裂纹数目之间的变化趋势相反。