旋挖机钻进过程的力学响应特征及地层强度确定

作者:张立君; 刘先珊*; 牛万保; 郝梓宇
来源:西安建筑科技大学学报(自然科学版), 2023, 55(05): 677-686.
DOI:10.15986/j.1006-7930.2023.05.006

摘要

旋挖机的现场钻进参数表明随钻参数如钻进率、钻杆钻速、动力头压力及扭矩等实时改变可定性入岩判别,由此建立切削力与压力的关系,为地层辨识及终孔设计提供依据.以某输电变站场址为研究对象,建立旋挖钻机全钻头的三维数值模型,模拟钻进过程中的给进力、扭矩实时变化及地层响应特征.结合地层物性特征与钻机随钻参数的关联性,建立多因素协同控制的地层强度模型,基于三维数值模型获得各工况的给进力及地层强度,与地勘及监测计算的地层强度值吻合,说明三维数值模拟表征地层强度的合理性.最后,基于该三维模型计算不同钻进深度的地层强度并进行持力层辨识,实际与设计的入岩深度一致,表明数值模拟地层强度确定持力层的可行性.其成果可为不同物性地层的旋挖机终孔设计提供理论支持.

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