類軟巖材料旋轉(zhuǎn)觸探試驗與數(shù)值模擬分析.pdf

1、靜力觸探試驗是目前應(yīng)用較為廣泛的原位測試技術(shù),但是限于觸探能力的影響,靜力觸探技術(shù)在硬質(zhì)地層中并不適用。運用西安理工大學(xué)自主研發(fā)的新型旋轉(zhuǎn)觸探儀,針對軟巖等硬質(zhì)地層進(jìn)行旋轉(zhuǎn)觸探試驗,顯示了獨特的優(yōu)越性。本文在此平臺上,對硬質(zhì)巖土材料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)—切割—鉆進(jìn)試驗。同時,結(jié)合較為成熟的顯示動力分析有限元程序ANSYS/LS-DYNA,進(jìn)行旋轉(zhuǎn)觸探過程的數(shù)值模擬,從室內(nèi)試驗和數(shù)值試驗兩個角度研究旋轉(zhuǎn)觸探參數(shù)與巖土材料力學(xué)參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系。在試驗

2、過程中,通過對粉煤灰砌塊和三種不同配比的特級石膏試樣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)觸探試驗,并進(jìn)行這四種試樣的單軸壓縮試驗和直剪試驗,得到了這四種試樣的旋轉(zhuǎn)觸探試驗參數(shù)和基本力學(xué)參數(shù)。通過對旋轉(zhuǎn)觸探試驗數(shù)據(jù)的處理和分析,可以得到旋轉(zhuǎn)觸探試驗的四個參數(shù)旋轉(zhuǎn)速度、鉆進(jìn)速度、軸向負(fù)荷和扭矩之間的關(guān)系,從中驗證了旋轉(zhuǎn)觸探試驗在類軟巖等硬質(zhì)地層材料中進(jìn)行鉆進(jìn)的過程中,通過施加扭矩這一因素,降低了觸探過程中的軸向負(fù)荷,在不提高觸探儀器性能的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了觸探能力的提高。進(jìn)