随着矿产资源勘探深度的不断增加，硬岩在钻探工程中所占的比例越来越大。而硬岩一直是钻探工程的一大难题（由于硬岩强度高，造成钻头寿命短、钻进速度低、钻探成本高），严重影响了资源勘探的效果和成本。目前硬岩中常用冲击回转钻进法的振动频率低（14Hz），碎岩机理为冲击产生剪崩，再配合回转剪切碎岩，岩石强度降低的不明显，钻进效率低、钻头寿命短。硬岩的固有频率为20KHz～40KHz，在岩石受到共振时，内部会快速产生损伤（或裂纹），岩石的强度会大幅度急剧下降。在不同频率、不同电压的驱动下，压电陶瓷能产生频率15Hz～10GHz、振动力0～2000KN的机械振动，可用于共振破碎岩石。利用现有系列压电陶瓷振动器，通过实验与数值模拟的方法，研究岩石在超声波振动下强度损伤规律（即裂纹起裂条件及扩展规律）、最优振动参数，为超声波振动辅助回转钻进提供理论指导，解决硬岩钻探（包括隧道掘进等）的技术难题。
