類(lèi)軟巖材料旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn)與數(shù)值模擬分析.pdf

1、靜力觸探試驗(yàn)是目前應(yīng)用較為廣泛的原位測(cè)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(yùn)用西安理工大學(xué)自主研發(fā)的新型旋轉(zhuǎn)觸探儀,針對(duì)軟巖等硬質(zhì)地層進(jìn)行旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn),顯示了獨(dú)特的優(yōu)越性。本文在此平臺(tái)上,對(duì)硬質(zhì)巖土材料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)—切割—鉆進(jìn)試驗(yàn)。同時(shí),結(jié)合較為成熟的顯示動(dòng)力分析有限元程序ANSYS/LS-DYNA,進(jìn)行旋轉(zhuǎn)觸探過(guò)程的數(shù)值模擬,從室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值試驗(yàn)兩個(gè)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(yàn)

2、過(guò)程中,通過(guò)對(duì)粉煤灰砌塊和三種不同配比的特級(jí)石膏試樣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn),并進(jìn)行這四種試樣的單軸壓縮試驗(yàn)和直剪試驗(yàn),得到了這四種試樣的旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn)參數(shù)和基本力學(xué)參數(shù)。通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析,可以得到旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn)的四個(gè)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(yàn)證了旋轉(zhuǎn)觸探試驗(yàn)在類(lèi)軟巖等硬質(zhì)地層材料中進(jìn)行鉆進(jìn)的過(guò)程中,通過(guò)施加扭矩這一因素,降低了觸探過(guò)程中的軸向負(fù)荷,在不提高觸探儀器性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了觸探能力的提高。進(jìn)