金刚石钻进能量与花岗岩地层风化程度的关系

基于钻进过程监测系统在充填土-风化花岗岩地层中对液压旋转钻进的监测数据,对金刚石钻进系统的能量进行了分析.结果表明,钻进系统的能量分布与在普通风化花岗岩地层中的结果一致,黏滞能、动能以及钻进总能量与岩石的风化程度呈负相关,轴力功与岩石的风化程度呈正相关,说明金刚石钻进能量与岩石风化程度具有很好的响应关系.动能、轴力功及黏滞能受钻进方式影响,用于地层识别将受严格的可比条件限制.金刚石钻进比功随岩石风化程度的增强而减少,在不同风化程度的岩层中具有很好的分区性.而且,在充填土及全风化、强风化花岗岩地层中,金刚石旋转钻进比功值明显低于冲击凿碎比功,在微风化的坚硬岩中,旋转钻进比功则明显高于冲击凿碎比功.     

灰色聚类的信号交叉口综合质量评价研究

对信号交叉口的状况进行分析和评价，发达国家通常采用馆和度和停车处误两项指标。在我国，由于机动车、非机动车、行人在交叉口处混行严重，现有的评价方法需要进一步发展。本文提出了一种新的评价方法，采用五个指标全面反映混合交通状况下交叉口的综合性能，运用灰色系统理论对信号交叉口综合质量进行灰色评价。研究表明，灰色聚类用于信号交叉口的综合评价，机理简单，实用性强。     

基于数字图像处理的土石混合体细观结构

为了研究土石混合体这类复杂的岩土体的内部细观结构特征,利用现代数字图像处理技术对研究区选取的土石混合体断面图像进行了分析,获得了其中所包含的丰富信息,建立了其各自相应的细观结构的"概念模型".并在此基础上对研究区分布的土石混合体的粒度、块体表面分维、块体定向性分维及形态特征等内部细观结构进行了相应的统计分析研究.其结果表明土石混合体的"混乱"状态只是其外在表现,其内部块体的分布具有良好的统计自相似性特点.     

半无限横观各向同性介质中三维裂纹问题数值分析

采用对偶边界元方法分析了沿裂纹面分别作用法向和切向均布力时半无限横观各向同性介质中的三维矩形裂纹。裂纹面及半无限域自由面平行于材料各向同性面。该方法基于双层横观各向同性材料基本解,以裂纹面间断位移为未知量建立了面力超奇异边界积分方程。根据求得的间断位移计算了该类裂纹的应力强度因子。最后讨论了自由面、矩形裂纹边长比、材料弹性系数对应力强度因子的影响。结果表明,自由面对作用法向均布力的该类矩形裂纹应力强度因子有明显影响,对作用切向均布力的该类矩形裂纹应力强度因子影响较小,且自由面的这种影响主要与裂纹面到自由面的距离有关,与矩形裂纹边长比基本无关。     

基于仪器钻进系统的风化花岗岩地层界面识别

针对香港风化花岗岩场址勘探,在液压旋转钻机上安装钻孔过程监测系统(drilling process monitoring,DPM),对有效轴压力、钻具转速、冲洗压力、钻头位移及穿孔速率进行了实时监测.采用变斜率作为显著性指数,对地层中的主、次界面进行了识别.t检验表明,DPM系统对岩土界面识别的置信度为99%.此外,对穿孔参数在界面处的变化分析表明,这些参数随孔深的变化曲线在界面处存在不同涨落,轴压力和穿孔速率对界面上岩石强度变化的响应度为81.82%.     

基于岩石可钻性指标的地层界面识别理论与方法

岩石可钻性指标是石油、矿山及地质部门广泛用于钻头选择和制定生产定额的重要参数,但现行可钻性指标的定义及参数获取的实验方法还存在许多问题. 通过分析,重新定义了岩石的可钻性,提出了以单位能量下的穿孔速率作为可钻性指标的新概念;基于钻进过程中有效轴压、转速、穿孔速率和可钻性指标间的耦合关系,建立了可钻性指标的计算公式. 同时,对新的可钻性指标在地层识别中的敏感性进行了分析,阐述了可钻性指标在地层识别中的物理意义. 研究表明,新的可钻性指标克服了传统可钻性指标在判层中存在的盲区,并可实现沿钻孔剖面的连续判层.     

多层横观各向同性弹性体静力学问题的解

本文利用富氏变换研究了带体力的垂向不均匀横观各向同性弹性体静力学问题基本方程,得到了分层均匀多层问题的通解。通过炮阵传递、富氏逆变换,可得到本问题在一般定解条件下的解。它们的格林函数可表成零阶和一阶汉克尔变换形式。本解可退化到前人用镜像法和积分变换等给出的类似问题解,其中包括Boussinesq问题和Mindlin问题的解。 作为算例,给出了二层弹性半空间在矩形区域内受抛物形分布的垂直载荷作用下的位移和应力。     

地下工程事故紧急搜救的快速气冲钻孔和实时监测

如何以最快的速度搜救地下工程事故中的被困人员,是完成救援任务的关键,笔者提出了自动监测钻孔过程的DPM方法。该方法在以高压空气作为动力的潜孔锤旋转冲击钻孔中,能够自动、连续地对钻孔过程实时数字监测和记录。这种智能型监测钻孔可以实时建立沿钻孔深度各点的岩土体力学强度与空间分布,从而准确地测定地下洞室或巷道的位置及范围。该技术起到快速搜索以及输送新鲜空气的作用,钻成的孔洞可以将食物和水传递给被困人员。十多年来,实际数字钻孔监测结果表明,这项研究的确可以精确测定和给出地下岩土体的力学强度。该方法可以有效地、具体地应用到地下工程事故紧急搜救工作中。     

香港全风化花岗岩的固结特性

对采自香港地区全风化花岗岩原状土样进行了固结试验研究,结果表明：其先期固结压力及超固结比明显偏大,且先期固结压力在深度上表现出异常现象;在固结压力持续增加的条件下,3种土的压缩系数和固结系数逐步减小,开始减小速率比较大,之后趋于平缓,呈近似负指数关系,但压缩系数的变化幅度比固结系数大;全风化花岗岩由于风化所产生的特殊的物理、化学及矿物成分变化和所具有的结构强度是造成其固结特性的主要原因．