岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (9): 2619-2627.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1868
曹瑞琅1,王玉杰1,邢泊2,赵宇飞1,沈强1
CAO Rui-lang1, WANG Yu-jie1, XING Bo2, ZHAO Yu-fei1, SHEN Qiang1
摘要: 岩石硬度是反映岩层软硬、可钻性和爆破难易程度的重要指标,解译冲击钻进钻具响应信息可为原位、快速、定量评价岩石硬度提供新思路。采用高精度数字型位移、液压和转速传感器监测冲击钻机的关键传动部位,搭建了冲击钻机数字钻进过程监测系统。平行开展岩石硬度测定和冲击钻进正交试验,建立了各类岩石的钻进响应信息标准数据库,深入剖析推进压、冲击压、旋转速度与冲击耗能之间函数关系,并提出利用冲击耗能指数定量评价岩石硬度的方法。研究发现,推进压和冲击耗能呈负相关的线性关系;冲击压和钻进耗能拟合曲线为开口向上抛物线,各种岩石对应曲率半径不尽相同,但对称轴基本一致;钎杆转速对钻进耗能的影响可忽略。通过对单位体积钻进耗能进行无量纲化处理,滤除了冲击钻进机械参数的影响,定义了可用于表征岩石硬度的新指标:冲击耗能指数,其离散性小且与岩石硬度具有良好的相关性。利用数字传感技术获取和解译常规钻孔的钻进过程响应信息,可在不额外增加勘测或试验工作量情况下测定岩石硬度,为工程现场直接评价岩体参数提出了新途径。
中图分类号:
[1] | 伍 杨,张先锋,熊 玮,潘 建,乔 良,郭 磊,. 岩石材料冲击压缩特性细观模拟方法研究[J]. , 2017, 38(6): 1805-1812. |
[2] | 陈忠清 ,徐 超 ,叶观宝 ,强海飞 ,陆 胜,. 冲击碾压模拟试验设备研制[J]. , 2015, 36(1): 279-285. |
[3] | 王生新 ,韩文峰 ,谌文武 ,梁庆国 . 冲击压实路基黄土的微观特征研究[J]. , 2006, 27(6): 939-944. |
|