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随着工业和社会经济活动日益发展,人们从事的岩土破碎工作量日益增多。固体、气体、液体矿床的勘探开发,各种地下工程的建设等,都必须对岩土进行破碎剥离。目前,岩石破碎是涉及采矿工程、隧道工程、边坡工程、军事工程和地震工程等许多学科和工程领域的重要问题。在冲击钻进、爆破、切削和碾压等施工工艺中,用于破岩的有效能量相对于总的输入能量而言相当低。因此,在岩石的破碎行为中,能量的耗散问题被普遍关注。它不仅是优化破岩效率,提高生产能力的关键,也是控制岩石破碎块度的理论基础。根据澳大利亚新南威尔士大学采矿工程实验室线性岩石切削设备及相关实验结果,本人对室内岩石切削试验数据进行了整理和分析,研究切削岩屑筛余质量与块度特征,统计分析切削力与破岩比能之间的关系。利用颗粒流软件PFC2D构建岩石二维动态切削可视化模型,改变切削过程中切削速度、切削深度、岩体温度、强度均匀性、孔隙率、岩性、围压等参数,利用ENERY函数研究这些参数对破岩比能的影响特征,得到最优切削深度,为工程实际提供参考依据。利用CRACK函数研究参数对岩石声发射的影响特征,根据声发射特征研究岩石脆性破坏机制,揭示了岩石破坏的发展过程。自定义能量有效利用率系数,分析这些参数对岩石切削过程中能量利用率的影响特征,对岩石破碎难易程度进行评价。利用流软件PFC2D模拟切削过程,调整岩石切削过程中切削速度、切削深度、岩体温度、强度均匀性、孔隙率、岩性、围压等参数,分析其对岩石切削破碎耗能、声发射以及能量有效利用率的影响。为机械破岩设计提供理论基础和技术支撑,对于优化破岩效率和提高生产能力,无疑具有重要的理论意义和工程实用价值。