巖石破碎的強度理論研究

作者:紅星機器 發布時間:2012-06-09 09:19:52

當分析礦巖的破碎形式與受力情況的時候,力學可以用來分析任何指定部位的受力狀況,這對于顎式破碎機,反擊式破碎機,圓錐式破碎機等破碎機的設計制造有著指導性的作用。但是多大的力或多大的各種力的組合才會導致破碎的問題,僅靠去分析力的狀況是解決不了的,必須借助于實際的測量;不過實際測量總是有限的,在最簡單的情況下,我們常用單位斷裂面上受力的極限——極限強度,來表示斷裂的條件。

巖石的極限強度是通過實際測量的途徑來取得的,雖然測量用的試塊大小和實際破碎條件并不相同。單位面積上允許承受的力是不變的,這樣把強度當作巖石材料常量的觀點也不是沒有探討的余地,不過總還算是一種解決工程問題的辦法。

在斷裂部位,一般地說,受到三個正應力和三個剪應力的綜合作用,我們不可能把巖石的各種可能的應力組合(有無窮多種)統統事先測量一遍,得出相應于各種情況的巖石強度數值來。在這種情況下,就要借助于理論思維,就需要用一種統一的理論來回答在無限多種導致破碎的應力組合之中,到底是那一種應力、應變的極限狀態或其組合導致破碎的發生。實際測量的作用,在于用來檢驗理論答案是否正確;另一方面是在有限的簡單測量數據中,提供巖石破碎的材料常量,以備用來計算各種不同的具體情況。如果理論是正確的,那么可以用它來回答各種情況下巖石破碎能否發生,以及破碎的范圍和效率等問題。

由于對破碎的認識不同和觀察研究的角度不同,就有多種強度理論。從大體上分,物體在破碎機中被粉碎有兩種不同的現象,一種是“滑移”,一種是“脆斷”。在滑移型破壞的范圍內,巖石的塑性變形和金屬的塑性變形有著實質的差別。金屬的塑性變形是晶粒本身的塑性變形;而造巖礦物本身卻幾乎完全沒有塑性,或很不顯著。所以巖石的塑性變形主要地決定于晶粒之間的滑動。