摘要：深部地层岩石硬度高、研磨性强、可钻性差,地质条件复杂、施工难度大,高压水射流辅助钻井可有效延长钻头寿命,提高钻进效率。采用室内试验与理论分析相结合的方法,开展了高压水射流辅助锥形PDC齿破碎花岗岩试验,分析了高压水射流辅助锥形PDC齿和常规PDC齿破碎花岗岩特性,揭示了射流压力、喷射距离、喷嘴直径及喷射角度等因素对锥形PDC齿破岩效果的影响规律。研究结果表明:在高压水射流辅助破岩条件下,锥形PDC齿与常规PDC齿的破岩比能分别降低了17.36%与19.63%;射流压力越大,射流辅助锥形PDC齿破岩效果越好;在研究条件下,喷距范围为5~10 mm可使水射流辅助锥形PDC齿破岩效果最佳;当喷嘴直径为2 mm时,切削力离散系数最小;喷射角度为30°时,锥形PDC齿切削力与破岩比能达到最小值;喷射角度为20°时,切削力离散系数最小,切削力最稳定。研究结果可为适用于深部硬岩钻井的锥形PDC钻头水力结构设计与优化提供理论支撑。

摘要：在采用冲击锤破岩或爆破破岩的工程中,为优化设计和施工方案,往往需要掌握岩石在动载作用下的力学特性。RHT(Riedel-Hiermaier-Thoma)模型可用于模拟花岗岩等脆性材料的冲击损伤特征。为了准确确定花岗岩RHT模型参数,需在SHPB(Split-Hopkinson-Pressure-Bar)试验的基础上进行多次数值模拟,进而优化确定RHT模型参数值,但该数值模拟过程较为繁琐,效率极低,给工程人员确定RHT模型参数带来了极大不便。本文提出了基于Matlab的花岗岩RHT模型参数高效确定方法。通过运用Matlab软件对LS-DYNA软件的输入文件、执行文件和结果文件进行修改和处理,实现了Matlab软件和LS-DYNA软件的联合数值模拟,进而高效地优化确定了深中通道沉管隧道工程花岗岩的RHT模型参数。所提方法可为实际工程中快捷地确定RHT模型参数提供一条有效的途径。

摘要：秦岭输水隧洞是"引汉济渭"的重点工程之一,施工中多次遇到花岗岩地段突涌水和岩爆地质灾害问题。花岗岩岩质坚硬、岩体完整、力学强度高、地下水不发育,但本段多次发生了大的突涌水问题,最大涌水量达24 000 m3/d,严重影响了正常施工,加大了施工成本;隧洞埋深大、地应力值高、岩爆频发,对人员和设备的安全造成极大危害,降低了施工效率。文章通过对秦岭输水隧洞花岗岩地层特性进行分析研究,从岩石微观结构角度,揭示其宏观破裂形式,并对隧洞在花岗岩地层中施工时发生的突涌水和岩爆问题进行分析研究,结合典型工程实例,提出了有针对性的防治措施,确保施工顺利进行。

摘要：花山花岗岩体风化带内富含稀土矿,在浸提开采过程中会对当地的地下水环境造成严重污染,为评价污染的风险性,需要对其渗透系数进行综合测试和系统的研究。通过在地表进行的渗水试验和在钻孔中进行的抽水试验、压水试验等进行综合性测试,同时还根据地下水长期监测结果,并通过GMS数值模拟来反求渗透系数,以确定渗透系数的大小及其分区。结果显示,随着风化程度的减弱,花岗岩风化带的岩土层自地表向下渗透系数逐渐减小,各风化带的渗透系数(K)为:残积土层2.3~3.80 m/d,全风化层0.50~2.30 m/d,强风化层0.01~0.50 m/d,中风化层0.003~0.01 m/d,微风化层8.64×10^(-5)~0.003 m/d,未风化层≤8.64×10^(-5)m/d。

摘要：花岗岩力学性能随环境温度的变化是岩石力学领域的热点问题,其微细观结构随温度的演化规律尚不清晰。基于现代化测试技术和实验设备设计了等幅值温度循环和峰值递增温度循环荷载,关注其作用下花岗岩微裂隙的衍生和扩展规律,并讨论了风化程度的影响。研究结果表明峰值温度比循环次数对裂隙网络发展的影响更大,峰值递增的温度循环可促进表面裂隙的衍生,而风化在一定程度上可减弱温度荷载的影响。本文研究可促进对温度作用下岩石力学性能演化的认知。

摘要：在深部采矿、超深钻井、增强型地热系统(EGS)等工程中,高温岩体受冷水热冲击产生损伤,热损伤岩体的物理力学性质受到了广泛关注。通过对经200~800℃高温水冷处理后的花岗岩圆盘进行巴西劈裂试验,发现高温水冷作用使花岗岩体积膨胀、P波速度降低、抗拉强度减小。通过对圆盘加载过程中的表面应变场监测和声发射监测,发现高温处理会使花岗岩圆盘的启裂模式发生变化。较低温度(400℃以下)处理后圆盘为端部启裂,较高温度(600℃和800℃)处理后圆盘为中心启裂。热冲击导致花岗岩微裂纹增加,使巴西劈裂过程中的b值随处理温度升高而增大。

摘要：以伊春鹿鸣钼矿发育的花岗岩边坡岩体为例,开展不同风化程度的花岗岩岩石样品的冻融循环单轴抗压强度试验和纵波波速试验,得到不同风化程度的花岗岩冻融循环单轴抗压强度和纵波波速损失程度不同,风化程度高的花岗岩冻融系数较低;冻融循环作用下的花岗岩单轴抗压强度冻融系数与纵波波速损伤变量之间为线性关系,对于不同风化类型的花岗岩,其线性关系高度相近。从边坡稳定性分析的角度出发,提出了2种获取冻融循环花岗岩边坡岩体强度参数的方法,并进行了计算验证。结果显示:采用单轴抗压强度冻融系数直接折减抗剪强度,或采用纵波波速冻融系数折减RMR值后推导抗剪强度,所得结果均可进行边坡稳定性计算;相对来讲,后者计算的安全系数与边坡体实际稳定状态更为接近。

摘要：用花岗岩试件做了常规三轴压缩试验,对在不同围压作用下的岩石断裂表面进行了分形研究。其结果表明,随着围压的增加,沿破坏而剪切错动方向分形维数增加,而垂直于该方向的分形维数则基本不变。用光学显微镜及扫描电镜观察岩石断口的分形特征,分析了岩石断裂机理。结果表明,分形维数是一个能反映岩石损伤断裂机理的特征参数。

摘要：渤海石油公司在已钻成的CFD1－6－2D井的基础上，于1995年3月在井深2938m、井斜角72°处，用小曲率短半径水平井径向侧钻技术，在花岗岩地层钻成一口径向分支井，钻井进尺34m，最小曲率半径4．78m，平均曲率半径29m。最大降斜率93．02°／30m，最大狗腿度118.2°／30m，达到了设计要求，获得高产商业油流。通过实践，对当今世界上先进的小曲率短半径水平井技术和工具有所了解和认识，并着重介绍了CFD1－6－2DS任向分支井的一些技术特点和技术措施。