1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状及不足

1．3 研究内容及方法

1．4 主要创新点

2 高地应力岩石破碎特性分析

2．1 岩石破碎理论基础研究

2．1．1 岩石力学概述

2．1．2 钻头破岩形式及钻头的选择

2．2 高地应力岩石的特性研究

2．2．1 岩石的强度特性

2．2．2 岩石的流变特性

2．2．3 岩石的脆性一延性转化特性

2．2．4 岩石的破坏特性

2．3 钻孔与截齿的破碎影响因素研究

2．4 本章小结

3 岩石的诱导卸荷规律研究

3．1 岩石数值模拟的模型研究

3．2 不同钻孔参数对岩石卸荷效应的影响

3．2．1 单孔模拟结果分析

3．2．2 多孔模拟结果及分析

3．3 不同地质条件对岩石卸荷效应的影响

3．3．1 不同地应力对单孔钻孔参数的影响

3．3．2 不同地应力对多孔钻孔参数的影响

3．4 诱导卸荷模型的研究

3．4．1 卸荷场分析

3．4．2 卸荷岩体力学参数反演分析

3．4．3 岩体卸荷等效模型

3．5 本章小结

4 截齿的协同破岩规律研究

4．1 不同截割参数对岩石破碎的影响

4．1．1 截割模型及截割方案确定

4．1．2 单齿不同工况下截割过程有限元分析

4．2 多截齿不同顺序截割对岩石破碎的影响

4．2．1 同时截割

4．2．2 分步截割

4．3 本章小结

5 截割能效的表征研究

5．1 岩石冲击性能评价模型研究

5．1．1 冲击钻头一岩石物理模型的建立

5．1．2 有限元模型的网格划分

5．1．3 钻头破岩仿真模型的参数设置

5．1．4 仿真结果分析

5．2 截齿截割性能评价模型研究

5．2．1 单截齿截割性能对比

5．2．2 多截齿截割性能对比

5．3 本章小结

6 诱导卸荷与连续截割的混杂系统建模研究

6．1 混杂系统理论综述

6．1．1 混杂系统的定义

6．1．2 混杂系统的特点

6．1．3 混杂系统的分类

6．1．4 混杂系统的应用

6．2 钻孔截割协同破岩系统结构及工作原理

6．2．1 钻孔系统的结构及工作原理

6．2．2 截割系统的结构及工作原理

6．2．3 钻孔截割协同破岩系统及其混杂特性分析

6．3 钻孔与截齿协同破岩混杂系统建模

6．3．1 混杂系统建模方法

6．3．2 建模实现

6．4 非线性求解研究

6．4．1 标准粒子群优化算法

6．4．2 改进粒子群优化算法MPSO的非线性方程组求解

6．5 本章小结

7 结论

参考文献2100433B