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通過試驗，我們認為巖石的抗切割性主要決定于它們的抗拉強度大小和脆性度值。巖石的抗拉強度愈大，愈難切割；而脆性變值愈大，對切割愈有利。所謂脆性度值是指同一巖石，在同一方向的抗壓強度與抗拉強度的比值。從表 1 中可知，三種巖石中，獨玉難切割，大理石易切割。通過試驗已證實這一規(guī)律。

關(guān)于無聲破碎劑切割巖石的機理，我們通過對玉石、大理石及花崗巖的百余次切割開采及單體切割試驗獲得資料證明，它與所有爆破巖石不同。爆炸引起巖石破壞作用是瞬間產(chǎn)生的應(yīng)力波及相伴隨的高溫高壓氣體產(chǎn)生膨脹的共同作用結(jié)果。而無聲破碎劑的切割巖石是無聲破碎劑在鉆孔內(nèi)緩慢進行的一種水化反應(yīng)，生成 Ca(OH) 2 膨脹結(jié)晶形成膨脹壓力對其周圍介質(zhì)起破壞作用。其特點是一種靜壓作用使巖石斷裂。

當(dāng)兩個鉆孔孔壁在一定壓力 P 的作用下，二維應(yīng)力問題的解：在兩圓孔中心連線與鉆孔壁面的交點處，切線方向發(fā)生非常大的拉應(yīng)力〔 σ θ 〕，根據(jù)厚壁圓筒理論：，式中 d 為孔徑， a 為孔距，二孔之間的應(yīng)力分布如圖 1 所示。

圖 1兩鉆孔同時受靜壓作用下的切向應(yīng)力分布

即使相鄰兩孔相距較遠時，這種應(yīng)力分布也同樣存在，就是說切向應(yīng)力〔 σ θ 〕值位于相鄰兩鉆孔中心連線上的鉆孔壁面上。隨作用距離的增大， σ θ 按孔距 a 2 衰減。根據(jù)應(yīng)力集中原理，當(dāng) SCA 的膨脹壓大于巖石的抗拉強度時，裂縫首先就在相鄰兩鉆孔中心連線的壁面上發(fā)生。

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我們知道，在任何材料內(nèi)部都存在著各種缺陷 ( 裂隙 ) ，如果事先在巖石的欲切割面內(nèi)鉆孔，就人為地生造成了巖石內(nèi)部的缺陷，它們明顯地削弱了欲切割巖石面的抗拉能力。如果這些缺陷的材料處在復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)之下，加之無聲破碎劑水化反應(yīng)產(chǎn)生的膨脹壓力的作用，將會在孔壁端部產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。在相鄰兩圓孔中心連線方向的巖壁上裂縫的應(yīng)力更為突出。從斷裂力學(xué)知道，一旦裂縫的應(yīng)力強度因子大于材料 ( 巖石 ) 的臨界應(yīng)力強度因子，超過材料的斷裂韌性時，這些裂縫便開始擴展，并以一特定的速度發(fā)展，優(yōu)先擴展的長裂縫將比其他短裂縫更易于擴張，從而促使其他短裂縫停止擴張。相鄰兩圓孔內(nèi)壁上的裂縫在其連線方向上發(fā)展的結(jié)果，終導(dǎo)致巖塊沿鉆孔連線方向巖石面開裂分離。

如果鉆孔切割參數(shù)選取合理，在整個欲切割面上所有鉆孔內(nèi)無聲破碎劑的共同作用下，當(dāng) SCA 產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力等于或大于切割巖石面的抗拉應(yīng)力時，就會使巖石沿切割面斷裂開來。

巖石在單向拉伸應(yīng)力作用下呈脆性斷裂，我們采用 Tresea 屈服條件公式推導(dǎo)的小膨脹壓予以計算。

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