25628.researchofthecoredrillingtechniquesforfrozengroundsandextradurablesurfaces

1、ClassifiedIndex:TU6U.D.C:621.3DissertationftheDoctalDegreeinEngineeringRESEARCHOFTHECEDRILLINGTECHNIQUESFFROZENGROUNDSEXTRADURABLESURFACESCidate：reySoldatenkoSupervis：Prof.JiangHongyuanAcademicDegreeAppliedf：DoctofEngine

2、eringSpeciality：MechanicalDesignTheyAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：July2012DegreeConferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology摘要I摘要隨著現(xiàn)代建筑工業(yè)的發(fā)展，鉆孔技術的應用十分廣泛，并在很多行業(yè)得到了應用，例如在工業(yè)及民建中的打樁，鋪設地下的石油和天然

3、氣管道以及其他建筑工地中。根據鉆孔的實際工況，鉆孔深度變化范圍是從2到30米之間變化，而鉆孔直徑為0.3到1.2米。國內外鉆孔技術和相關配套機械設備雖然快速發(fā)展，但設計和生產被少數幾家企業(yè)所壟斷。此外，根據鉆孔的實際工況需設計不同型號的切割刀具、鉆孔機械設備。但目前有針對凍土和耐鉆表面性的鉆孔研究較少。所以，本文對相關鉆孔技術研究極有意義。本文研究目的在于研究凍土及耐鉆表面鉆孔過程的力學分析；階梯棋盤狀分布和連續(xù)分布能耗和鉆孔過程的穩(wěn)定

4、性；鉆孔遇到硬表面障礙物時，鉆孔過程的不穩(wěn)定性分析研究；在對永久凍土及耐鉆表面鉆孔時，錐角切割對鉆孔穩(wěn)定性影響的評估；在對特定土壤鉆孔時設計合理的鉆頭及鉆具的最佳切割參數的種算法。論文的第一章對相關技術進行了綜述和分析，分別從鉆探對象、鉆探設備和鉆探方法等角度進行了論述，并確定了主要研究內容，主要針對機械鉆孔設備和不同種類鉆孔工具的特性和應用進行研究，其目的是拓展其應用范圍，尤其是針對于凍土及各種硬度表層，如在一些低溫條件下的具有復雜結

5、構的土層的鉆探進行針對性的研究，并滿足鉆孔機大功率要求，以保證鉆孔過程的穩(wěn)定性。在第二章，對巖心鉆探過程進行了理論分析，確定了鉆探過程中不穩(wěn)定性的影響因素并對結果進行了分析；對造成鉆具不穩(wěn)定性的載荷進行了矢量分析；分析了造成鉆頭偏心產生軸向扭曲導致卡死的載荷進行了分析；研究表明，特定的刀具排列在切削過程能量消耗集中，但是在鉆取具有不同雜質的可能使刀具產生偏離或錯動的復雜土壤過程中更為穩(wěn)定。與連續(xù)分布刀刃相比，棋盤階梯狀分布的刀刃使得這個