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摘要
针对地下洞库结构防护设计，需对洞库围岩实施人工致裂，从而在围岩中构建人工裂隙群以达到抗爆消波的目的，提出利用环形磨料水射流切割围岩施工方法。根据磨料颗粒去除非岩石材料体积模型，推导了磨料粒子对岩石的体积去除量与磨料速度关系模型；基于磨料射流切口形状假设了环形磨料射流切割深度估算模型，并与已有数据进行对比验证了模型的有效性；定义磨料射流在外流场的流量衰减系数，提出了磨料射流岩石极限切割深度计算方法，通过算例分析了特定工况下磨料水射流切割砂岩及花岗岩的理想极限深度，得到磨料水射流对岩石的切割半径满足围岩人工割缝半径目标。研究表明：磨料水射流对花岗岩的制缝深度约为切割砂岩的55.7%;使用磨料水射流进行围岩割缝在工程应用中具备施工可行性。
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单位中国人民解放军陆军工程大学
