| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-20页 |
| 1.1 研究背景与目的意义 | 第9-11页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第9-11页 |
| 1.1.2 研究目的与意义 | 第11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-18页 |
| 1.2.1 扩孔器下沉动力学研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.2 水平定向钻孔壁稳定性研究现状 | 第13-17页 |
| 1.2.3 小结 | 第17-18页 |
| 1.3 研究内容和技术路线 | 第18-20页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第18-19页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第19-20页 |
| 第2章 水平定向钻扩孔器下沉原因分析 | 第20-32页 |
| 2.1 HDD技术施工工艺 | 第20-25页 |
| 2.1.1 导向孔施工工艺 | 第21-22页 |
| 2.1.2 扩孔施工工艺 | 第22-25页 |
| 2.1.3 回拖施工工艺 | 第25页 |
| 2.2 扩孔器动力学解析模型 | 第25-28页 |
| 2.2.1 刚体运动微分方程 | 第25-26页 |
| 2.2.2 扩孔器运动微分方程 | 第26-28页 |
| 2.3 扩孔器下沉原因分析 | 第28-30页 |
| 2.3.1 扩孔器质量重 | 第28-29页 |
| 2.3.2 地层承载能力低 | 第29-30页 |
| 2.4 本章小结 | 第30-32页 |
| 第3章 水平定向钻扩孔器下沉规律研究 | 第32-46页 |
| 3.1 扩孔器-岩土系统动力学仿真模型的建立 | 第32-40页 |
| 3.1.1 ABAQUS软件简介 | 第32-33页 |
| 3.1.2 几何模型和网格模型的建立 | 第33-34页 |
| 3.1.3 扩孔器-岩土系统动力学仿真的理论模型 | 第34页 |
| 3.1.4 有限元仿真基本假设 | 第34-35页 |
| 3.1.5 岩土材料本构关系和失效准则 | 第35-36页 |
| 3.1.6 扩孔器-岩土的非线性接触力学描述 | 第36-37页 |
| 3.1.7 边界条件及载荷施加 | 第37-39页 |
| 3.1.8 有限元模型的求解算法 | 第39-40页 |
| 3.2 扩孔器的下沉过程分析 | 第40-42页 |
| 3.3 各因素对扩孔器下沉规律的影响分析 | 第42-45页 |
| 3.3.1 扩孔器质量对扩孔器下沉规律的影响分析 | 第42-43页 |
| 3.3.2 地层性质对扩孔器下沉规律的影响分析 | 第43-44页 |
| 3.3.3 扩孔速度对扩孔器下沉规律的影响分析 | 第44页 |
| 3.3.4 扩孔转速对扩孔器下沉规律的影响分析 | 第44-45页 |
| 3.4 本章小结 | 第45-46页 |
| 第4章 葫芦形孔洞形成机理分析 | 第46-55页 |
| 4.1 葫芦形孔洞形成机理 | 第46-51页 |
| 4.1.1 单级葫芦形孔洞形成机理 | 第46-50页 |
| 4.1.2 多级葫芦形孔洞形成机理 | 第50-51页 |
| 4.2 工程案例分析 | 第51-54页 |
| 4.2.1 印度Purna河穿越工程 | 第51-52页 |
| 4.2.2 西二线渭河穿越工程 | 第52-53页 |
| 4.2.3 结果分析 | 第53-54页 |
| 4.3 本章小结 | 第54-55页 |
| 第5章 葫芦形孔洞孔壁稳定性研究 | 第55-85页 |
| 5.1 葫芦形孔洞孔周应力场三维有限元仿真模型 | 第55-62页 |
| 5.1.1 HDD圆孔孔周应力场理论模型 | 第55-58页 |
| 5.1.2 圆形孔孔周应力场有限元仿真模型 | 第58-59页 |
| 5.1.3 直角-柱坐标应力分量转换 | 第59-60页 |
| 5.1.4 结果分析与验证 | 第60-61页 |
| 5.1.5 葫芦形孔洞孔周应力场三维有限元模型 | 第61-62页 |
| 5.2 岩土材料强度准则 | 第62-65页 |
| 5.2.1 Von-Mises准则 | 第63页 |
| 5.2.2 最大拉应力准则 | 第63页 |
| 5.2.3 Mohr-coulomb强度准则 | 第63-65页 |
| 5.3 葫芦形与圆形孔洞孔壁稳定性对比分析 | 第65-69页 |
| 5.4 多因素联合作用下葫芦形孔洞孔壁稳定性研究 | 第69-73页 |
| 5.4.1 正交试验设计 | 第69-70页 |
| 5.4.2 正交试验结果及分析 | 第70-73页 |
| 5.5 各因素对葫芦形孔洞孔壁稳定性的影响规律 | 第73-83页 |
| 5.5.1 扩孔级差对葫芦形孔洞孔壁稳定性的影响规律 | 第73-76页 |
| 5.5.2 泥浆压力对葫芦形孔洞孔壁稳定性的影响规律 | 第76-78页 |
| 5.5.3 埋深对葫芦形孔洞孔壁稳定性的影响规律 | 第78-81页 |
| 5.5.4 岩土重度对葫芦形孔洞孔壁稳定性的影响规律 | 第81-83页 |
| 5.6 本章小结 | 第83-85页 |
| 第6章 防水平定向钻孔壁失稳的策略研究 | 第85-90页 |
| 6.1 一次多级扩孔方法 | 第85-87页 |
| 6.1.1 一次多级扩孔方法的提出 | 第85-87页 |
| 6.1.2 一次多级扩孔方法 | 第87页 |
| 6.2 减轻扩孔器质量 | 第87-88页 |
| 6.3 注浆法改善地层条件 | 第88-89页 |
| 6.4 本章小结 | 第89-90页 |
| 第7章 结论与展望 | 第90-92页 |
| 7.1 结论及成果 | 第90-91页 |
| 7.2 展望 | 第91-92页 |
| 致谢 | 第92-93页 |
| 参考文献 | 第93-98页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研经历 | 第98页 |
