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(shù)的應(yīng)用十分廣泛，并在很多行業(yè)得到了應(yīng)用，例如在工業(yè)及民建中的打樁，鋪設(shè)地下的石油和天然

3、氣管道以及其他建筑工地中。根據(jù)鉆孔的實(shí)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(nèi)外鉆孔技術(shù)和相關(guān)配套機(jī)械設(shè)備雖然快速發(fā)展，但設(shè)計(jì)和生產(chǎn)被少數(shù)幾家企業(yè)所壟斷。此外，根據(jù)鉆孔的實(shí)際工況需設(shè)計(jì)不同型號的切割刀具、鉆孔機(jī)械設(shè)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(guān)鉆孔技術(shù)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(xué)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(shí)，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(shí)，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(shí)設(shè)計(jì)合理的鉆頭及鉆具的最佳切割參數(shù)的種算法。論文的第一章對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了綜述和分析，分別從鉆探對象、鉆探設(shè)備和鉆探方法等角度進(jìn)行了論述，并確定了主要研究內(nèi)容，主要針對機(jī)械鉆孔設(shè)備和不同種類鉆孔工具的特性和應(yīng)用進(jìn)行研究，其目的是拓展其應(yīng)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(fù)雜結(jié)

5、構(gòu)的土層的鉆探進(jìn)行針對性的研究，并滿足鉆孔機(jī)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(jìn)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(jié)果進(jìn)行了分析；對造成鉆具不穩(wěn)定性的載荷進(jìn)行了矢量分析；分析了造成鉆頭偏心產(chǎn)生軸向扭曲導(dǎo)致卡死的載荷進(jìn)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(zhì)的可能使刀具產(chǎn)生偏離或錯(cuò)動的復(fù)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(gè)