我國土壤地層污染問題突出,取樣是地層污染調(diào)查的重點所在。當(dāng)前對污染地層取樣主要采取直推式（沖擊式）鉆進(jìn)和振動式（高頻聲頻）鉆進(jìn)兩類工藝。直推式和沖擊式鉆探過程中,取樣鉆頭和地層間主要的破壞形式是剪切作用,與傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法有較大區(qū)別,兩者間的耦合作用與地層、鉆頭結(jié)構(gòu)、材料以及鉆進(jìn)參數(shù)等緊密相關(guān),本文對此展開研究,以期對取樣鉆具和工藝優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。本文首先建立了鉆柱-地層作用等效數(shù)學(xué)模型,研究了激勵載荷以及鉆柱共振作用下地層振動響應(yīng)變化規(guī)律。隨后,基于ANSYS有限元分析軟件建立了鉆頭-地層之間的耦合作用模型,進(jìn)行了仿真分析,研究了鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)以及鉆進(jìn)參數(shù)對地層破壞效果的影響規(guī)律。最后,優(yōu)化鉆頭結(jié)構(gòu),建立鉆柱-鉆頭-地層間的耦合作用模型,仿真分析了高頻激勵載荷作用下鉆柱、取樣鉆具對地層鉆進(jìn)影響規(guī)律。論文得到了一些研究結(jié)果如下:（1）理論分析結(jié)果表明,巖石地層振動響應(yīng)位移與激勵載荷最大幅值呈正比,與其自身的固有頻率、相對阻尼比呈反比,且地層振動響應(yīng)的發(fā)生相對于沖擊載荷存在相位差。地層剛度增大,振動響應(yīng)力峰值隨之增大,響應(yīng)力變化頻率加快;隨著鉆進(jìn)深度增加,鉆柱共振使地層產(chǎn)生的響應(yīng)力隨之減小。... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３?ＴＥＣ１５型號鉆機(jī)??又－于聲頻振動取樣鉆機(jī)的發(fā)展，盧頻振動鉆進(jìn)取樣技術(shù)是通過５０－２００Ｈｚ聲??

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文??１．３ＭＣ５鉆具結(jié)構(gòu)及工藝??１．３．１鉆具結(jié)構(gòu)??通過查閱相關(guān)資料可知，ＭＣ５系統(tǒng)取樣鉆具結(jié)構(gòu)圖如下。??１?一具??—§??３?—ｐ??孅??，—?ｈ—６??Ｉ?；?ｒ?ｒ??Ｉ?Ｉ??８??Ｏ——９??５?８?ｇ－－－ｌｏ??Ｑ—ｉｉ??圖１－４?ＭＣ５定深取樣鉆具系統(tǒng)閣??Ｉ．外管頂驅(qū)帽?２．外鉆桿頂驅(qū)頭３．內(nèi)桿頂驅(qū)帽４．?Ｉ．２５ｉｎ內(nèi)桿?５．內(nèi)桿堵頭６．樣品管??７．?ＰＶＣ內(nèi)襯管８．芯樣管環(huán)?９．芯樣捕獲器１０．取芯穿梭頭ＩＩ．取芯鉆頭??１．３．２鉆進(jìn)過程??里??Ａ?Ａ?Ａ?ｆ?＾１?ｆ?礓?ｖ??ｑ?：?？？｜＊?＾?；??ｎ?ｔ?ｉ?ｋ?Ｋ?１?＾?＾?Ｖ??＾?ｎ?ｉ?；ｆｔ：?ｆｉ??｜?ｉ?ｉｌｋ????Ｉ??圖１－５?ＭＣ５取樣鉆具定深采樣工作過程??７??

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文??更遠(yuǎn)區(qū)域的巖體產(chǎn)生微裂紋（孫琦等，２０１２）。??孫龍、卜長根等對聲波振動鉆進(jìn)進(jìn)行了共振柔性鉆柱對巖石作用理論性的分??析，建立聲波振動鉆進(jìn)巖體動力學(xué)方程，從巖石剛度、鉆桿柱共振階次、鉆桿柱??長度變化等多個方面，考慮不同情況下長鉆桿鉆具沖擊巖體使其產(chǎn)生振動響應(yīng)力??的影響（Ｓｕｎ?Ｌｏｎｇ?等，２０１７）。??綜上所述，可通過ＡＮＳＹＳ對取樣鉆頭結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的研究。本文借鑒??學(xué)者通過有限元分析研究粧土相互作用、鉆頭沖擊擠密鉆進(jìn)過程鉆頭土體相互作??用以及取樣鉆具刃部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計等方法，在不同外徑結(jié)構(gòu)Ｋ對取樣鉆頭施加不??同形式載荷力（靜壓、沖擊、振動），研究鉆頭與巖土體間相互作用影響，根據(jù)??有限元分析結(jié)果來調(diào)整優(yōu)化鉆頭結(jié)構(gòu)參數(shù)。??１．４技術(shù)路線與研究內(nèi)容??１．４．１技術(shù)路線??現(xiàn)有直推式取阼鉆具??｜?ｉ?，?Ｉ?，??１習(xí)削刃丨刀人深嗖分祈?｜鉆柱巖土體等效模型建立及響應(yīng)分Ｗ??????］［???耦含實（￥Ｉｆ逮立??？有限元汸真分析???＾?????”??不問鉆具結(jié)構(gòu)智數(shù)－－－１?不同地頃參數(shù)?不冋鉆進(jìn)工藝參數(shù)???Ｙ?１?計析?－ｐ??ｙｆｍ?????Ｖ?”??巖土體響應(yīng)變化規(guī)律Ｉ?Ｉ?鉆具受力影響??ａ論??圖１－６技術(shù)路線??ＩＩ??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3218012