基于数字钻进技术的岩石强度参数测定试验研究

发布时间：2022-01-25 13:35

　　快速准确地超前获取岩体力学参数是指导岩体工程安全施工的重要前提。利用自主研发的多功能数字钻进测试系统,进行了不同强度等级完整试样的室内数字钻进试验及单轴压缩试验研究。根据试验分析结果,基于岩石研磨钻进过程中金刚石钻头的受力特点,利用力学极限平衡与能量守恒原理,定义并推导出了岩石单位体积研磨能的理论解,获得了数字钻进参数与岩石单位体积研磨能的数学方程式,进而建立了岩石数字钻进参数与单轴抗压强度的定量关系,即RDP-Rc预测模型,并进一步验证了该模型的可行性与有效性。研究方法与结果可以为工程岩体强度参数的实时原位测定提供一种新的途径。 

【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

多功能数字钻进测试系统

标准金刚石实心钻头示意图

针对上述用于数字钻进试验的每个试样，还需另外准备3个相同的试样进行单轴压缩试验，通过计算测试值的平均值得到该组试样的单轴抗压强度Rc值。基于系统研究性试验中的34组岩石及砂浆试样，任选8组灰岩、6组花岗岩及12组不同强度等级的砂浆，满足每个强度等级4组试样进行数字钻进试验，用于建立岩石数字钻进参数（RDP）与岩石单轴抗压强度（Rc）的数学关系式，以获得RDP-Rc关系模型。同时，通过剩余的3组砂浆、3组灰岩及2组花岗岩试件，对RDP-Rc关系模型进行有效性验证。此外，为了有效控制试验过程中金刚石钻头磨损和排渣效果等因素的影响，所有钻进试验方案中的钻头在未有明显磨损时进行更换，同时，由于钻进时间较短，孔深较浅（一般为5～10 mm），则钻头磨损对测试结果的影响基本可以消除。其次，通过在测试过程中保持冷却水的流量和温度恒定，可以适当减少冲洗液对测试结果的影响。数字钻进试验过程如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3608627