基于钻进力学响应量的地下隐伏病害定量识别方法研究

发布时间：2021-03-02 01:23

　　随着国家经济的不断发展,地下建设正如火如荼的开展,地下工程规模及数量连年激增。受自然因素和人为因素等的影响,地下隐伏病害诱发地表沉降、塌陷等灾害频发,造成了巨大的经济损失,严重威胁民众的生命财产安全,地下隐伏病害识别与控制成为亟待解决的难题。本研究采用理论分析、模型试验、现场应用相结合的方法,对岩土体的强度参数与钻进力学响应量间的关系进行研究。基于经典力学理论,建立钻进响应量与岩土体强度参数间的定量关系理论模型,理论证明基于钻进力学响应量的岩土体强度参数反演的可行性;研发钻进模型试验装置,考虑影响岩土体强度的关键因素,开展不同条件下典型岩土体钻进模型试验和基本物理力学性质试验,验证并简化理论模型,给出适用于现场测试的数学模型;以理论分析和模型试验结果为基础,结合雷达普查技术、数字全景成像技术,提出基于钻进力学响应量的地下隐伏病害定量识别技术,通过现场应用,验证试验结果的准确性及新技术现场应用的可行性。主要创新点包括:（1）基于布西内斯科弹塑性分析方法、Drucker-Prager准则、Mohr-Coulomb准则及经典力学分析方法,分别建立薄壁金刚石钻头、尖齿复合片钻头的钻进力学响应量... 

【文章来源】：北京市市政工程研究院北京市

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钻头旋转钻进过程典型参量示意图

2当3σ =0 时，无侧限抗压强度cq 可表示为：12 cos=1 sinccqφσφ=+(2-20综合式(2-18)、(2-20)，初步建立岩土体强度参数与钻机工作参数的对应关系，理论上证明了利用钻进力学响应量获取岩石强度参数的可行性。2.2 土体切削触探理论模型2.2.1 切削破土屈服准则与力学模型根据钻头刀具切削破土过程，可建立切削破碎模型如图 2.3 所示[65-68]。剪切体受到钻头尖齿的作用力，为了分析剪切面上的应力分布，可以把尖齿前的土体看成楔顶角为 2α 的楔形体，把均匀载荷简化成作用于楔顶的一集中力 P 和一等效力偶M ( M= Phcos /(2cosγ))的作用。

北京市市政工程研究院硕士学位论文22222232'2'2sin22cos2()1cos2cossin)2sin2(sin(cossin)2sin2cossin)()sin22cos2cossin)(cossin)XYXYXYYXXYYXXYXYYXY′+′′′ ′+′+′′ ′ ′++′+′+′ ′+′′ ′ααααηηααβηηααηηαααηηηη则描述土体的屈服，即 τ σtanφXYXc′′′= +。假 P1；土体的剪切面与钻头切削面间的角度为为 P2和 T2。具体受力情况见图 2.4。


本文编号：3058335