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巖石力學參數(shù)數(shù)字鉆探快速預測技術(shù)研究

發(fā)布時間:2024-06-07 23:59
  地下工程中圍巖力學參數(shù)的測試是確定支護參數(shù)、圍巖分級、分析圍巖穩(wěn)定性的基礎,其中主要的巖石力學參數(shù)包括粘聚力和內(nèi)摩擦角(以下簡稱c、φ參數(shù))以及單軸抗壓強度UCS。室內(nèi)巖石力學試驗為測定上述參數(shù)的主要方式,但存在周期長、成本高、無法及時指導現(xiàn)場等問題。且還沒有一種可以同時快速測定單軸抗壓強度和c、φ參數(shù)等巖石力學參數(shù)的現(xiàn)場測試儀器。為解決上述難題,提出基于數(shù)字鉆探測試技術(shù)快速預測巖石力學參數(shù)的方法,實現(xiàn)該方法的關(guān)鍵在于研發(fā)數(shù)字鉆探測試儀器,并建立具有普適性的隨鉆參數(shù)與巖石力學參數(shù)定量關(guān)系,本文結(jié)合室內(nèi)儀器研發(fā)、理論分析和室內(nèi)試驗進行了以下研究。(1)明確了隨鉆參數(shù)與巖石力學參數(shù)的響應規(guī)律研發(fā)室內(nèi)巖體數(shù)字鉆探測試系統(tǒng),開展了不同隨鉆參數(shù)控制方案下的花崗巖、砂巖和砂漿等類型巖石的數(shù)字鉆探試驗,明確了隨鉆參數(shù)隨鉆進深度的變化規(guī)律以及隨鉆參數(shù)與巖石強度參數(shù)的響應規(guī)律。在常用的恒轉(zhuǎn)速-鉆進速率模式下,扭矩M和推進力F為監(jiān)測值,隨鉆進深度的增加,M和F變化曲線可分為上升階段和穩(wěn)定階段,M和F在穩(wěn)定階段小幅度上下波動,這可能因巖石材料的非均質(zhì)性所致;在同種巖石條件下,扭矩M和推進力F隨鉆進速率V的增...

【文章頁數(shù)】:72 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

圖2.1室內(nèi)巖體數(shù)字鉆探測試系統(tǒng)??Fig.2.1?The?laboraton?rock?mass?digital?drilling?test?system??10??

圖2.1室內(nèi)巖體數(shù)字鉆探測試系統(tǒng)??Fig.2.1?The?laboraton?rock?mass?digital?drilling?test?system??10??

2.3室內(nèi)巖體數(shù)字鉆探測試系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)??室內(nèi)巖體數(shù)字鉆探測試系統(tǒng)主要包括鉆進系統(tǒng)、壓力室裝置、液壓動力系統(tǒng)及監(jiān)測??控制系統(tǒng),如圖2.1所示。鉆進系統(tǒng)是實施數(shù)字鉆探測試試驗的主體;壓力室裝置對放??置于其中的巖石試件施加三向不等圍壓約束;液壓動力系統(tǒng)為鉆進系統(tǒng)和壓力室提供液??....


圖2.2監(jiān)測控制系統(tǒng)工作原理圖??Fig.2.2?Worldng?principle?diagram?of?monitoring?and?control?system??

圖2.2監(jiān)測控制系統(tǒng)工作原理圖??Fig.2.2?Worldng?principle?diagram?of?monitoring?and?control?system??

高松:巖石力學參數(shù)數(shù)字鉆探快速預測技術(shù)研究??監(jiān)測控制系統(tǒng)由多維信息監(jiān)測模塊和智能數(shù)字控制模塊組成,工作原理如圖2.2所??示,其中多維信息監(jiān)測模塊,具體包括監(jiān)測鉆機扭矩的傳感器、監(jiān)測鉆機推進力大小的??傳感器和鉆機上下移動距離的鉆機位移傳感器;還包括設于軸向液壓油缸處的軸向壓力....


圖2.3鉆進前后花崗巖試件??Fig.2.3?Granite?specimens?before?drilling?and?after?drilling.??

圖2.3鉆進前后花崗巖試件??Fig.2.3?Granite?specimens?before?drilling?and?after?drilling.??

2.4.1恒轉(zhuǎn)速-鉆進速率模式??恒轉(zhuǎn)速-鉆進速率模式即為恒定鉆進速率r和轉(zhuǎn)速TV,監(jiān)測鉆進過程中的扭矩M和??推進力[本次測試設定的7V為100r/min、F為30mm/min,從圖2.4可以看出iV基本??維持在l〇〇r/min,滿足試驗要求;從圖2.5可以看出I7■基本維持....


圖2.4轉(zhuǎn)速TV-時間Time曲線

圖2.4轉(zhuǎn)速TV-時間Time曲線

山東大學碩士學位論文??圖2.3鉆進前后花崗巖試件??Fig.2.3?Granite?specimens?before?drilling?and?after?drilling.??2.4.1恒轉(zhuǎn)速-鉆進速率模式??恒轉(zhuǎn)速-鉆進速率模式即為恒定鉆進速率r和轉(zhuǎn)速TV,監(jiān)測鉆進過程中的....



本文編號:3991152

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