牙轮钻头动静耦合碎岩机理及旋挖成桩应用.pdf

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1、2013年第4O卷第10期探矿工程(岩土钻掘工程)49牙轮钻头动静耦合碎岩机理及旋挖成桩应用阮强，宋武超，水俊峰(北京市三一重机有限公司，北京102202)摘要：总结了在不同高温状态下冷却、不同加载速率及随机裂隙发育状态下花岗岩动态抗拉力学特性的变化规律；结合牙轮钻头孔底碎岩过程，分析了动静载荷耦合作用下岩石破碎的载荷一侵深特性曲线，认为动、静载荷耦合作用的加载点(即动载的施加点)应是在静载处于卸载阶段；并根据加载能量大小讨论了不同动静耦合工况下产生的岩石破裂深度及破碎体积，表明通过一定范围内增大静载荷及冲击力、预加静压对岩石进行预应力损伤、加载一卸载一加载的

2、破碎循环模式，有利于高效碎岩及裂纹的发育。嵌岩桩基础工程实践表明，通过改造牙轮钻头等钻具结构形式及布齿方式，利用动静耦合加载方式及对钻头冷却处理，可实现牙轮钻头在微风化花岗岩高效钻进的目的，为牙轮钻头的旋挖钻进成桩应用提供了重要的技术支撑。关键词：嵌岩桩基础；牙轮钻头；动静耦合载荷；碎岩机理；旋挖钻进；花岗岩中图分类号：P634．41文献标识码：A文章编号：1672—7428(2013)10—0049—04RockFragmentationMechanismofRollerBitunderCouplingDynamicandStaticLoadsandtheA

3、pplicationofRotaryDrillingBoredPiles／RUANQiang，SONGWu—chao，SHU!Jun-feng(BeijingSanyHeavyMachineryCo．，Ltd．，Beijing102202，China)Abstract：Thevariationrulesofgranitedynamictensilemechanicalpropertiesaresummedup，whichareunderthecondi—tionsofbeingcooledunderdifferenthightemperatures，diffe

4、rentloadingratesandrandomfracturedevelopment；accordingtotheprocessofdown—holerockcrackingbyrollerbits，analysisismadeonthecurveofloading—fracturingdepthunderthecouplingdynamicandstaticloads，theloadingpointofcouplingdynamicandstaticloadsshouldbeatunloadingstageofstaticload．Fracturingd

5、epthandvolumeofrockmassunderdynamicandstaticloadsarediscussedbasedonthedifferentpressurevalues，itisindicatedthattheeficientrockfragmentationandcrackdevelopmentcouldbecarriedoutthroughen—hancingstaticloadandimpactforce，preloadingstaticpressuretomakepre—stressdamageonrockandloadingunl

6、oadingloadingfracturingcircularmode．Bytherock—socketpilefoundationengineeringpractice，itisshowedthatbyoptimizingthestructureandteetharrangement，applyingdynamicandstaticloadingmodeandcoolingtreatmentofbit，therollerbitcanrealizehighefficiencydrillinginslightlyweatheredgranite，whichpro

7、videsimporttechnicalsupportfortheapplicationofrollerbitinrotarydrillingboredpilesconstruction．Keywords：rock—socketpilefoundation；rollerbit；couplingdynamicandstaticloads；rockfragmentationmechanism；ro-tarydrillingpile；granite受益于国家基础设施建设的高速发展，旋挖钻随温度、加载速率及裂纹发育状况不同而发生变化。机以其环保、高效、技术先进等特点已

8、成为国内主流实际工程中，岩石材料抗拉、