·416· 北京科技大芈学报 2006年第5期 破坏压力.令 参数之间存在的内在联系，进而建立了水射流破 F=Fct (19) 土的理论方程.该方程的建立解决了以往在射流 由此得到： 破土过程中参数选取的随意性或无法确定射流参 oBr) 数的难题，为水射流破土及相关领域的研究提供 (20) 了理论依据. 式中，po为喷嘴出口压力，N·m2;Ro为喷嘴出 口半径，m;x为射流打击射程，m;B。为实验参 参考文献 数. [1]夏柏如，方铭东.一种扩大头型土铺的实验研究.现代地 式(20)即为水射流破土的理论方程.该式建 质，1997,11(1)：91 [2】马飞，张文明，张卫钢，等.水射流技术在多环扩孔中的应 立了射流参数与土体参数之间的联系，当给定土 用及实验研究.金属矿山，2000(7)：3 体参数、喷嘴直径和工作射程，便可求出射流破土 [3]章梓雄，童曾南.粘性流体力学.北京：清华大学出版社， 所需的最小系统压力 1999 为验证射流破土方程的正确性，在室内建立 [4】沈忠厚.水射流理论与技术.东背：石油大学出版社.1998 了模拟实验台，并进行了大量实验，实验结果与理 [S]易灿，李根生，胡永堂.淹没条件下锥形喷嘴射流破岩效率 实验研究.石油钻探技术，2001.29(1)：10 论值基本一致[8]， [6]胡寿根，朱美洲，蒋或澄.淹没水射流冲蚀性能实验研究 6结论 机械工程学报，1997,33(3)：44 [7]李范山，杜嘉鸿，施小博，等，射流破土机理研究及其工程 运用动量定理和伯努利定律，分析了淹没射 应用.流体机械，1997,25(2)：26 流的力学特性，得到了其沿程动压分布规律，并由 [8]马飞，张文明.淹没水射流土层扩孔方程.北京科技大攣学 报.2005,27(3)：265 此推导出射流作用下土体表面的压力分布：探讨 了射流破坏土体的机理，揭示了射流参数与土体 Dynamic property and breaking soil mechanism of water jet MA Fei,SONG Zhihui Civil and Environmental Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Water jet breaking soil effect is determined by water jet parameters and soil parameters.Wa- ter jet parameters decide the water jet impact force,while soil parameters do the soil critical destructive force.Based on analyzing the dynamic property and breaking soil mechanism of water jet,the internal rela- tionship between water jet parameters and soil parameters was discovered and the theoretical equation of water jet breaking soil was established.This equation solves the problem hard to precisely select parameters during the process of water jet breaking soil. KEY WORDS water jet;dynamic property;breaking mechanism;soil. 4 16 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0` 年第 s 期 破坏压 力 . 令 凡 = F rc 由此得 到 : , 。 一 , , · , (令) 一 ’ (式) ’ , ; ( 2 0 ) 参数之间存在的内在联系 , 进 而 建立 了水射 流破 土 的理论 方程 . 该方 程 的建立 解决 了以往在 射流 破土过程 中参数选取的随意性或无法确定射流参 数的难题 , 为水射流破 土 及 相关领 域 的研 究提 供 了理论 依据 . 式中 , P 。 为喷嘴出 口 压 力 , N · m 一 2 ; R 。 为喷 嘴出 口 半径 , m ; x 为射流打击 射程 , m ; 尹 s 为实验参 数 . 式 ( 20 )即 为水射流 破土 的理论方 程 . 该式建 立 了射流 参数与土 体参数之 间的联 系 , 当给 定土 体参数 、 喷嘴直径和工 作射程 , 便可求出射流 破土 所需的最小系统压力 . 为验证射流 破土 方 程 的正 确性 , 在室 内建立 了模拟 实验台 , 并进行了大量实验 , 实验结果与理 论值基本一致 8[] . 6 结论 运用动量定理 和 伯努利定律 , 分析 了淹没 射 流 的力学 特性 , 得到 了其沿程 动压 分布规 律 , 并由 此推导 出射流 作用 下土 体表面 的压 力分布 ; 探 讨 了射流破 坏土 体的机理 , 揭 示 了射流 参数与土 体 参 考 文 献 【l] 夏柏如 , 方 铭东 . 一 种 扩大头 型 土锚的 实验研 究 . 现代地 质 , 1 9 9 7 , 1 1 ( 1 ) : 9 1 「2] 马飞 , 张文 明 . 张卫 钢 , 等 . 水射 流技术 在多环扩 孔中 的应 用及实验研究 . 金. 矿山 . 2 0 0 0 ( 7) : 3 t 3〕 章 梓雄 , 董曾南 . 枯性 流体力学 . 北 京 : 清 华大学 出版 社 . 1 9 99 【4] 沈忠厚 . 水射流理论 与技术 . 东营 : 石油大学 出版社 , 19 98 〔5] 易灿 , 李根生 . 胡永堂 . 淹没 条件下锥形喷嘴射流破岩 效率 实验研究 . 石油钻探技术 , 2 0 1 , 2 9( l ) : 10 【6] 胡寿根 , 朱美 洲 , 蒋 或澄 . 淹 没水射流 冲蚀性能 实验研 究 . 机械工程学报 , 19 9 7 , 3 3 ( 3 ) : 4 4 【7] 李范山 , 杜嘉鸿 , 施 小博 . 等 . 射 流破土机 理研究 及其工 程 应用 . 流体机械 , 19 9 7 , 2 5 ( 2 ) : 2 6 【8] 马飞 , 张文明 . 淹没水射流土层扩孔方程 . 北京科技 大学学 报 . 2 0() 5 , 2 7 ( 3 ) : 2 6 5 D y n a m i e p r o p e r t y a n d b r e a k i n g 5 0 11 m e e h a n i s m o f w a t e r j e t M A eF i , S O N G hZ i h u i C i v il an d E n v ior n m e n t a l E昭 i n e e r i吃 cS h cx 〕 1 , U n i v e rs i t y o f 段i e n ce an d T ce h n o 吨y Be ij i飞 , Be ij i呢 10 0 0 8 3 , C h ian A BS T R A C T W a t e r i e t b r e a k i n g 50 11 e f f e e t 1 5 d e t e rm i n e d b y w a t e r i e t p a ar m e t e r s a n d 50 11 p a r a m e t e r s . W a - t e r j e t P a r a m e t e r s d e e id e t h e w a t e r i e t im p a e t of r e e , w h il e 50 11 p a r a m e t e r s d o t h e 50 11 e r i t i e a l d e s t r u e t i v e fo r e e . B a s e d o n a n a l y z i n g t h e d y n a m i 。 p or p e r t y a n d b r e a k i n g 50 11 m e e h a n i s m o f w a t e r i e t , t h e i n t e r n a l r e l a - t i o n s h i p b e t w e e n w a t e r j e t p a r a m e t e r s a n d 50 11 p a r a m e t e r s w a s d i s co v e r e d a n d t h e t h eo er t i e a l e q u a t i o n o f w a t e r j e t b r e a k i n g 50 11 w a s e s t a b li s h e d . T h i s e q u a t i o n so l v e s t h e p or b l e m h a r d t o p r e e i s e l y s e l e e t p a r a m e t e r s d u r i n g t h e p or e e s o f w a t e r j e t b r e a k i n g 50 11 . K E Y WO R D S w a t e r j e t ; d y n a m i e Por P e r t y ; b r e a k i n g m e e h a n i s m : 50 11