| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第11-26页 |
| 1.1 研究问题的提出及研究意义 | 第11页 |
| 1.2 国内外研究综述 | 第11-23页 |
| 1.2.1 土体力学参数的获得方法 | 第11-13页 |
| 1.2.1.1 室内试验与原位测试 | 第11-12页 |
| 1.2.1.2 .静力触探方面的研究 | 第12页 |
| 1.2.1.3 旋压触探方面的研究 | 第12-13页 |
| 1.2.2 岩体力学参数的获得方法 | 第13-15页 |
| 1.2.3 破岩研究 | 第15-20页 |
| 1.2.3.1 岩石破碎方式 | 第15-16页 |
| 1.2.3.2 压入破岩理论 | 第16-17页 |
| 1.2.3.3 切削破岩理论 | 第17-18页 |
| 1.2.3.4 岩石钻进方面的研究 | 第18-19页 |
| 1.2.3.5 单粒金刚石破岩机理 | 第19-20页 |
| 1.2.4 随钻测试技术 | 第20-21页 |
| 1.2.5 已经完成的研究工作 | 第21-23页 |
| 1.3 本文的研究思路、研究内容和创新点及研究方法 | 第23-26页 |
| 1.3.1 研究思路 | 第23页 |
| 1.3.2 研究内容和创新点 | 第23-25页 |
| 1.3.3 研究方法 | 第25-26页 |
| 2 旋切触探运行参数与响应参数之间的关系 | 第26-47页 |
| 2.1 金刚石取芯钻头旋切触探受力分析 | 第26-28页 |
| 2.1.1 旋切触探过程中岩石破碎特点分析 | 第26-27页 |
| 2.1.2 破岩受力分析 | 第27-28页 |
| 2.2 旋切触探的力学模型 | 第28-46页 |
| 2.2.1 建模思路与基本假定 | 第28-29页 |
| 2.2.1.1 建模思路 | 第28-29页 |
| 2.2.1.2 基本假定 | 第29页 |
| 2.2.2 钻头侧面的切削力和摩擦力 | 第29-31页 |
| 2.2.3 钻头底面的压力和切削力 | 第31-44页 |
| 2.2.3.1 作用于钻头底面的压力 | 第31-34页 |
| 2.2.3.2 作用于钻头底面的切削力 | 第34-38页 |
| 2.2.3.3 .临界压力 | 第38-41页 |
| 2.2.3.4 钻头底面受力分析 | 第41-44页 |
| 2.2.4 运行参数与响应参数之间的关系 | 第44-46页 |
| 2.3 本章小结 | 第46-47页 |
| 3 旋切触探参数与岩石力学参数间的关系研究 | 第47-60页 |
| 3.1 基于旋切触探技术岩石破碎条件 | 第47-51页 |
| 3.1.1 基于旋切触探岩石法向破碎条件 | 第47-48页 |
| 3.1.2 基于旋切触探岩石切向破碎条件 | 第48-51页 |
| 3.2 基于旋切触探机理岩石力学参数确定方法 | 第51-57页 |
| 3.2.1 建模思路 | 第51页 |
| 3.2.2 基本假定 | 第51页 |
| 3.2.3 岩石力学参数确定方法 | 第51-57页 |
| 3.2.3.1 内摩擦角与粘聚力 | 第51-55页 |
| 3.2.3.2 抗压强度和弹性模量 | 第55-57页 |
| 3.3 旋切触探技术的应用实例 | 第57-59页 |
| 3.4 本章小结 | 第59-60页 |
| 4 XCY-1型旋切触探仪的设计 | 第60-73页 |
| 4.1 液压系统设计 | 第60-65页 |
| 4.1.1 回转液压系统设计 | 第61-63页 |
| 4.1.1.1 回转机构液压系统的设计要求 | 第61-62页 |
| 4.1.1.2 回转机构液压系统计算 | 第62-63页 |
| 4.1.2 钻进液压系统设计 | 第63-64页 |
| 4.1.2.1 钻进机构液压系统的设计要求 | 第63-64页 |
| 4.1.2.2 钻进机构液压系统计算 | 第64页 |
| 4.1.3 夹持器液压系统设计 | 第64-65页 |
| 4.1.3.1 夹持器液压系统的设计要求 | 第64页 |
| 4.1.3.2 夹持器液压系统计算 | 第64-65页 |
| 4.1.4 辅助液压系统设计 | 第65页 |
| 4.1.4.1 辅助液压系统 | 第65页 |
| 4.1.4.2 辅助液压系统计算设计要求 | 第65页 |
| 4.2 重要液压元件的选择 | 第65-68页 |
| 4.2.1 液压泵的选择 | 第65-67页 |
| 4.2.2 液压阀的选择 | 第67页 |
| 4.2.3 电动机的选择 | 第67页 |
| 4.2.4 油箱的设计 | 第67-68页 |
| 4.3 控制系统的设计 | 第68-72页 |
| 4.3.1 PLC控制系统 | 第68-69页 |
| 4.3.2 随钻监测系统 | 第69-70页 |
| 4.3.3 人机互动 | 第70-71页 |
| 4.3.4 数据存储与通讯单元 | 第71-72页 |
| 4.4 本章小结 | 第72-73页 |
| 5 旋切触探技术智能系统研发 | 第73-116页 |
| 5.1 基于旋切触探技术快速智能系统研发 | 第73-75页 |
| 5.1.1 系统理论 | 第74页 |
| 5.1.2 系统构成 | 第74-75页 |
| 5.2 岩石等级的识别方法 | 第75-83页 |
| 5.2.1 比功法识别岩石等级 | 第76-79页 |
| 5.2.2 钻进参数的Logistic回归分析 | 第79-82页 |
| 5.2.3 比功法与Logistic回归法联合模型 | 第82-83页 |
| 5.3 岩体力学参数识别 | 第83-96页 |
| 5.3.1 BP神经网络模型的建立 | 第83-87页 |
| 5.3.1.1 岩体力学参数预测BP神经网络模型 | 第83-84页 |
| 5.3.1.2 岩体力学参数预测的神经网络样本 | 第84-86页 |
| 5.3.1.3 模型运算 | 第86-87页 |
| 5.3.1.4 RMP-BP模型与传统BP模型的对比 | 第87页 |
| 5.3.2 基于主成分分析法PCA-RMP-BP模型的优化 | 第87-93页 |
| 5.3.2.1 主成分分析法(PCA) | 第88-89页 |
| 5.3.2.2 钻进参数的主成分分析 | 第89-91页 |
| 5.3.2.3 PCA-RMP-BP模型 | 第91-92页 |
| 5.3.2.4 PCA-RMP-BP模型与RMP-BP模型比较 | 第92-93页 |
| 5.3.3 PCA-RMP-BP模型与理论计算模型的适用性及使用条件 | 第93-96页 |
| 5.4 岩体结构面的识别 | 第96-111页 |
| 5.4.1 岩体结构面与钻进参数之间的关系 | 第96-103页 |
| 5.4.2 岩体结构面等级与统计量之间的关系 | 第103-104页 |
| 5.4.3 Logistic回归分析法识别岩体结构面 | 第104-106页 |
| 5.4.4 BP神经网络模型识别岩体结构面 | 第106-107页 |
| 5.4.5 基于PCA岩体结构面等级识别模型的优化 | 第107-111页 |
| 5.4.5.1 统计量的主成分分析 | 第108-109页 |
| 5.4.5.2 基于PCA法的Logistic回归分析法 | 第109-110页 |
| 5.4.5.3 PCA-BP神经网络识别结构面 | 第110-111页 |
| 5.5 基于旋切触探技术岩体智能识别集成系统 | 第111-115页 |
| 5.5.1 基于规范的岩石级别智能识别模块 | 第112页 |
| 5.5.2 岩体力学参数智能识别模块 | 第112-113页 |
| 5.5.3 基于规范的岩体结构面智能识别模块 | 第113-114页 |
| 5.5.4 基于规范的岩体质量智能识别模块 | 第114-115页 |
| 5.6 本章小结 | 第115-116页 |
| 6 基于旋切触探技术的TBM掘进优化 | 第116-132页 |
| 6.1 旋切强度的定义 | 第117-119页 |
| 6.2 岩石旋切厚度的确定方法 | 第119-121页 |
| 6.2.1 金刚石磨粒运动状况 | 第119-120页 |
| 6.2.2 金刚石颗粒旋切厚度确定 | 第120-121页 |
| 6.3 旋切强度特性 | 第121-127页 |
| 6.3.1 旋切强度特性与钻速之间的关系 | 第121-124页 |
| 6.3.1.1 钻速模型 | 第121-122页 |
| 6.3.1.2 旋切厚度与钻速之间关系 | 第122-123页 |
| 6.3.1.3 抗切削强度指标与钻速之间关系 | 第123-124页 |
| 6.3.1.4 旋切强度与钻速之间关系 | 第124页 |
| 6.3.2 旋切强度特性与转速之间的关系 | 第124-126页 |
| 6.3.2.1 转速模型 | 第124-125页 |
| 6.3.2.2 旋切厚度与转速之间关系 | 第125页 |
| 6.3.2.3 抗切削强度指标、旋切强度与转速之间关系 | 第125-126页 |
| 6.3.3 旋切强度特性与力学特性之间的关系 | 第126-127页 |
| 6.4 旋切钻进准则 | 第127-130页 |
| 6.5 本章小结 | 第130-132页 |
| 7 XCY-1型旋切触探仪原位测试 | 第132-154页 |
| 7.1 三类围岩-引汉济渭工程三河口水利枢纽 | 第132-136页 |
| 7.1.1 操作规程 | 第132-134页 |
| 7.1.2 岩体力学参数识别 | 第134-135页 |
| 7.1.3 岩体质量等级识别 | 第135-136页 |
| 7.2 四类围岩-引汉济渭工程岭北输水隧洞 | 第136-145页 |
| 7.2.1 操作规程 | 第136-138页 |
| 7.2.2 岩体力学参数预测 | 第138-144页 |
| 7.2.3 岩体质量等级识别 | 第144-145页 |
| 7.3 二类围岩-引汉济渭工程秦岭隧洞黄三段控制闸交通洞 | 第145-153页 |
| 7.3.1 操作规程 | 第145-147页 |
| 7.3.2 岩体力学参数预测 | 第147-152页 |
| 7.3.3 岩体质量等级识别 | 第152-153页 |
| 7.4 本章小结 | 第153-154页 |
| 8 结论与展望 | 第154-156页 |
| 8.1 结论 | 第154-155页 |
| 8.2 展望 | 第155-156页 |
| 致谢 | 第156-157页 |
| 参考文献 | 第157-169页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 | 第169页 |
