A theory about cutting rock with a water jet

Summary

A Theory About Cutting Rock With a Water Jet

It is commonly accepted that parameters like compressive strength, fracture toughness etc. are relevant parameters controlling the resistance to mechanical destruction of rock. Parameters like these have no explicit relevance, however, in destruction of rock with a continuous high pressure water jet. A theoretical model about cutting slots in rock is discussed. The model aims mainly at a qualitative description and as a consequence of that at finding the relevant rock parameters. A rock is shown to be characterized by its threshold pressure which can be interpreted as a measure of its “microscale” tensile strength and by its erosion resistance which can be interpreted as the square of the slenderness ratio of the pores of the rock divided by the diameter of the grains.

Zusammenfassung

Eine Theorie über das Schneiden von Gestein mit einem Wasserstrahl

Es ist allgemein bekannt, daß Druckfestigkeit, Bruchzähigkeit etc. bei der mechanischen Zerstörung von Gestein wichtige Parameter sind. Bei der Gesteinszerstörung mit Hochdruckwasserstrahlen verlieren diese Parameter jedoch an Bedeutung. Ein theoretisches Modell über das Schneiden von Gestein mit einem Wasserstrahl wird zur Diskussion gestellt. Dieses Modell soll hauptsächlich eine qualitative Beschreibung und auch eine Ermittlung der maßgebenden Parameter des Vorganges ermöglichen. Demnach kann man Gestein mittels des Grenzdruckes charakterisieren, der als Maß seiner „Mikrozugfestigkeit“ verstanden werden kann; ein maßgebender Parameter ist auch der Erosionswiderstand, der sich errechnet als das Quadrat der Schlankheit der Poren geteilt durch die Korngröße.

Résumé

Une théorie de couper une roche avec un jet d'eau sous haute pression

Tout le monde l'accepte que des paramètres comme la résistance à la compression, la résistance à la traction, la ténacité de rupture, etc. sont les paramètres applicables quand il s'agit de destruction mécanique de roche. Cependant ces paramètres ne sont pas d'une importance directe pour la destruction de roche avec un jet d'eau sous haute pression. On discute sur un modèle théorique d'une coupe de rainures. Principalement ce modèle tend à une description qualitative et par suite de ça à donner des renseignements sur les paramètres applicables. Il se trouve que la roche est caractérisée par sa pression de seuil ce qui peut être interprété comme une “microrésistance à la rupture par traction” et par sa résistance à l'érosion ce qui peut être interprété comme le carré de l'élancement des pores divisé par le diamètre de grain.