截齒沖擊破巖力學(xué)性能分析及其數(shù)值仿真的開題報告

截齒沖擊破巖力學(xué)性能分析及其數(shù)值仿真的開題報告開題報告題目：截齒沖擊破巖力學(xué)性能分析及其數(shù)值仿真一、研究背景及意義巖石工程中常用的掘進(jìn)方式有機(jī)械掘進(jìn)和爆破掘進(jìn)，其中爆破掘進(jìn)具有高效、快速、成本低等優(yōu)勢。然而，由于巖石材料的特性和邊坡斜度等因素的影響，爆破掘進(jìn)中常會出現(xiàn)巖體偏硬、裂隙多、粘聚力大等難以處理的問題。此時，需要采用改進(jìn)的爆破方法，如預(yù)裂爆破、超前支撐爆破等，以提高爆破效果并減少安全事故的發(fā)生。其中，截齒沖擊破巖技術(shù)是一種近年來發(fā)展起來的爆破技術(shù)，它是以硬質(zhì)合金截齒為主體，利用截齒的沖擊破碎效應(yīng)來達(dá)到破巖的目的。截齒沖擊破巖技術(shù)具有技術(shù)成熟、不污染環(huán)境、安全可靠等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于隧道、井巷等掘進(jìn)工程中。但是，目前對于截齒沖擊破巖技術(shù)的力學(xué)性能研究不夠充分，而現(xiàn)有的數(shù)值模擬方法也不夠精確，因此需要進(jìn)一步深入研究該技術(shù)的力學(xué)性能及數(shù)值模擬方法。二、研究內(nèi)容及方法本研究將從截齒的幾何形狀、截齒沖擊力、截齒破巖效率等方面，對截齒沖擊破巖技術(shù)的力學(xué)性能進(jìn)行分析。具體研究內(nèi)容包括：1.截齒的幾何形狀特征分析：分析截齒的幾何形狀對其破巖性能的影響，通過實驗測量得到截齒的形狀特征參數(shù)。2.截齒沖擊力的測量與分析：利用沖擊試驗臺對截齒進(jìn)行沖擊試驗，測量截齒在沖擊過程中的沖擊力，并對沖擊力的大小及變化規(guī)律進(jìn)行分析。3.截齒破巖效率的研究：采用宏觀及微觀兩個層面，從破巖能力、破巖效率等方面，對截齒沖擊破巖技術(shù)的破巖效率進(jìn)行研究。4.數(shù)值仿真方法的研究：結(jié)合有限元數(shù)值模擬方法，對截齒沖擊破巖技術(shù)的力學(xué)性能進(jìn)行數(shù)值模擬，并驗證數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時，通過數(shù)值模擬研究不同參數(shù)對截齒沖擊破巖效果的影響規(guī)律。三、研究計劃及進(jìn)度安排本研究計劃于2021年9月開始，預(yù)計于2023年6月完成，計劃如下：1.第一年（2021年9月-2022年8月）：①文獻(xiàn)資料搜集及相關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握；②截齒幾何形狀特征分析及其測量方法的研究；③截齒沖擊力測量及其變化規(guī)律的分析。2.第二年（2022年9月-2023年6月）：①截齒破巖效率的研究及其數(shù)值模擬方法的研究；②數(shù)值模擬結(jié)果的驗證及對不同參數(shù)影響規(guī)律的研究；③撰寫論文，并進(jìn)行總結(jié)和展望。四、預(yù)期成果本研究希望能夠通過對截齒沖擊破巖技術(shù)的力學(xué)性能分析及數(shù)值模擬的研究，探究截齒沖擊破巖技術(shù)的力學(xué)機(jī)理和破碎效果，為其合理應(yīng)用和進(jìn)一步改進(jìn)提供理論基礎(chǔ)。預(yù)期完成以下成果：1.提出截齒沖擊破巖技術(shù)的幾何形狀參數(shù)，在保證破碎效率的前提下，最大限度地提高其經(jīng)濟(jì)效益。2.分析截齒沖擊力的大小及變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化其應(yīng)用方案，提高工程效率。3.研究截齒沖擊破巖技術(shù)的破巖效率及其變化規(guī)律，并提出該技術(shù)的應(yīng)用建議。4.利用有限元數(shù)值模擬方法對截齒沖擊破巖技術(shù)的力學(xué)性能進(jìn)行數(shù)