造斜钻进时钻孔顶角和方位角与造斜工具安装角的计算

不论是用偏心楔造斜还是用连续造斜器或螺杆钻具造斜,都要经常遇到钻孔顶角、方位角以及造斜工具安装角等计算.本文以球面三角理论为基础.推出实用、方便、可靠的计算公式.造斜后钻孔顶角和方位角的计算已知造斜前的钻孔顶角、方位角和造斜工具的安装角与造斜角,那么造斜后的钻孔顶角和方位角是多大呢?钻孔弯曲参数的计算完全可以归结为球面三角形的计算,造斜孔段起止点的顶角和孔段全弯曲角(造斜角)即为球面三角形的边,方位角的改变值和造斜工具安装角的补角即为球面三角形的角.所以,利用球面三角学的理论,能导出钻孔弯曲参数计算的精确公式.     

考虑受压侧岩体反力非线性作用的锚杆抗剪理论

针对锚杆受压侧岩体或砂浆体反力非线性作用及结构面的剪胀效应问题,基于经典梁理论推导锚杆轴力与轴向变形及横向剪切力与横向变形的理论公式,建立了锚杆抗剪力计算公式。通过加锚结构面直剪试验验证理论计算有效性,并分析结构面剪胀系数、围岩强度、锚杆安装角（倾角）对锚杆变形和抗剪力的影响。结果表明：锚杆抗剪理论计算与室内试验结果吻合较好;结构面剪胀系数越大,越能较快调动锚杆抗剪作用,相反锚杆塑性强化特征越不明显,改善加锚结构面的阻滑抗剪作用,主要依靠结构面固有抗剪强度;随着围岩强度降低,锚杆需经一定变形才能发挥较大抗剪作用,而随着围岩强度增大,锚杆将迅速达到屈服状态,并且锚杆由轴向张拉破坏逐渐转为拉剪破坏;锚杆最优安装角随结构面内摩擦角增大而增大,依据实际工程中结构面内摩擦角取值范围,可估算锚杆最优安装角为30°～68°。     

钻探用四角管塔地面安拆技术研究

四角管塔地面安拆装置可实现在地面完成安装、拆卸四角钻塔的工作。从塔架顶层开始安装,顶层安装好后用升降机顶起一定高度,再安装下面一层。由上而下一层一层安装,工人可在地面完成安拆工作,避免工人高空安装、拆卸,提高安装效率,减少安装成本,降低安拆风险。     

大直径灌注桩低应变检测中纵波速测不准问题的研究

通过低应变法检测大直径灌注桩的现场实验,对比研究了传感器安装位置对首波幅值及初至时间、桩底反射幅值及到达时间、检测波速等的影响特征.经试验表明:①对于相同长度的桩,桩径越大,检测波速偏高越多;②对于相同桩径的桩,长度越短,检测波速偏高越多.为了提高检测波速的准确性,建立了考虑时间滞后的完整桩纵波计算公式、桩身缺陷位置计算公式及桩身下部缺陷的平均波速计算公式.实践证明,这些计算公式能正确反映桩身的实际纵波速度、桩身缺陷实际位置及桩身下部缺陷的严重程度,比现有的计算公式有明显的优越性.     

北京800型钻机斜孔安装简易计算

冶金系统勘探队普遍使用北京800型转盘钻机.转盘钻机的安装是以转盘为基准的,而转盘的安装又以孔位为基准.因此,采用转盘钻机施工斜孔时,钻机的安装不仅要算出孔口中心至钻塔前腿铁枕中心的距离(简称孔的距,用L表示);而且要求出转盘底座前排螺孔中心与钻塔前腿铁枕中心的距离(简称安装距,用X表示). 孔前距及安装距可用三角计算求得,参看图1及图2.其理论计算公式为:     

气动潜孔锤打基岩井钻进过程中初见水位与含水层的判别及应用

在基岩中找水打井,成孔后需要结合初见水位判别地下水类型,以选择合适的计算公式,计算含水层的渗透系数和单井涌水量,以确定各水井需要配置水泵的泵量大小和安装位置.采用气动潜孔锤在基岩中找水打井,由于该工艺不能直接从孔内取得完整的柱状岩芯,含水层位置的判断较为困难,必须通过现场跟钻记录判定,取得计算所需的各种数据和参数,对各单井进行相应的验算,满足成井、水泵安装及取水需求.本文通过“山东省泰安新泰市抗旱找水打井工程”对该缺水地区地下水勘查中所积累的工作经验,简单介绍气动潜孔锤钻进过程中对初见水位和含水层判别的步骤和方法,从而选择适合的计算公式,请同行专家们指正.     

关于连环定向测斜计算公式的探讨

冶金地质单位,目前在有磁性干扰的矿区,较广泛地应用定盘仪(或两用测斜仪)以连环定向法来测定钻孔弯曲.用此法时,在上、下两仪器测定了各自所处孔位的天顶角θ_1、θ_2及终点角ψ_1、ψ_2后,再用数学公式来算出两测点的方位角差,所以这是方位角的间接测量法.其测量精度将取决于测量装置本身的精度和计算公式的正确性.这里,仅对计算公式加以探讨.目前应用的计算公式有两个,即     

倾斜砖质筒式结构的定向倒塌

对倾斜砖质筒式结构的定向倒塌特点进行了分析，提出在定向制品设计时应考虑纠偏问题，并和学平衡原理推导出纠偏角的计算公式。     

岩层厚度计算方法的改进及其在电子计算器上的应用

将以往岩层厚度计算公式H=L(CosβSinγSinα±SinβCosα)改进为H=L(CosβCos((?)-λ)Sinα+LSin(±β)Cosα.由于运用了Cos值象限角三角函数及Sin值正负角三角函数正负取值规律,故改进后的公式不再存在原式中“±”)号需人为判断的困难,使计算变为简单的纯数学运算,并便于使用电子计算器进行直接运算.同时给出了按此公式编制的电子计算器计算程序.     

SMP准则在计算煤柱极限强度中的应用

基于黏性材料的SMP（spatially mobilized plane）破坏准则,分析了煤柱在三维应力状态下的应力问题,并推导了煤柱极限强度的计算公式。通过改变煤体的内摩擦角? 和凝聚力c,与Mohr-Coulomb准则下煤柱极限强度以及简化的A. H. Wilson公式得到的煤柱极限强度进行对比,结果表明,Mohr-Coulomb准则和A.H.Wilson公式由于忽略了煤柱中主应力的影响,其得到的极限强度计算公式低估了煤柱实际极限强度,说明基于黏性材料的SMP准则下的煤柱极限强度计算符合实际,对于分析煤柱的稳定性具有一定的现实指导意义。     

小孔段反运算确定安装角法的应用

在螺杆钻受控定向钻探施工中，造斜工具安装角的理论值与实际值是否相符，直接关系到造斜钻进的成败。安装角的理论值是由计算得出的安装角和反扭转角确定的。目前野外队采用螺杆钻施工受控定向孔，反扭转角值一般是借鉴已施工螺杆定向钻孔矿区的经验数据给出。但由于各矿区地层情况、钻孔结构等不同，首次使用时，由于矿区反扭转角值与一般规律值不同而出现造斜失误。因此我队在虎家尖银金矿区强造斜地层造斜钻进实践中，应用小孔段反运算确定安装角的方法，在ZK1805孔获得成功。实践证明，此法在螺杆钻受控定向钻探中的应用，能解决矿区受控定     

稳定渗流条件下土坡稳定性分析的一种新方法

在提出随机角生成曲线滑动面方法的基础上,通过改变选定参数来搜索临界滑动面,对渗流作用下的不同士质边坡进行稳定性分析.考虑渗流效应时,将士体视为三种土条划分情况,并进行受力分析,推导出简化Janbu法中土条的浮力和渗透力计算公式.同时,对实际渗流场做出合理简化,以便应用于计算机编程.算例对比分析表明:①此方法计算出的最小...     

全力扭方位计算公式的全新数学推导

全力扭方位的数学本质是在给定的约束条件下求装置角,使得方位变化达到最大。文献中已有的几种求解方法在求解过程中没有考虑约束条件,这使得有关计算公式缺乏严格的数学基础。使用有约束极值问题的标准求解方法——拉格朗日乘数法对全力扭方位问题重新进行了数学表述,并推导出了最优解的计算公式。     

地面岩（矿）层厚度计算公式的数学推导

地面岩（矿）层厚度计算公式是地质工作者常用的、基本的地（矿）层厚度计算公式,本文用数学方法系统推导,并阐明岩（矿）层真厚度、地表实测岩（矿）层长度、岩（矿）层倾角、地面坡角、岩（矿）层走向法线与岩（矿）层实测线的交角及岩（矿）层走向与岩（矿）层实测线的交角之间的数学关系,证明地面岩（矿）层厚度计算公式的可靠性及其数学的严谨性.     

库仑土压系数简易计算法

根据库仑主动土压力系数与填土内摩擦角、坡角、墙背倾角等参数的内在关系,对库仑主动土压力系数随不同参数的变化规律进行了分析,并在原数解法的基础上推导出一种新的简易计算公式。通过数解法与简易法的对比分析表明,当保证率为95%时,简易法相对于库仑计算值的最大误差小于14%。     

核安全相关边坡与一般边坡挡土墙抗震稳定性验算对比分析

在挡土墙稳定性计算基本原理基础上, 引入《核电厂抗震设计规范》(GB 50267-97) 关于地震系数的规定, 重新建立了安全相关边坡挡土墙土压力和地震角计算公式, 并应用到实际工程中。对比分析显示, 挡土墙按核安全边坡和一般边坡进行抗震验算时, 地震系数、地震角的取值相差较大; 由于按核安全边坡计算时地震力远大于一般边坡, 因此稳定系数远小于一般边坡。     

软土抗剪强度指标随固结度变化规律分析

常规的抗剪强度指标黏聚力c和内摩擦角φ无法准确描述堆载作用下任意固结度时软土的力学特性,而现有的考虑软土抗剪强度值随固结度增长的极限平衡法无法得出应力场、位移场等实际工程需要的数据,因此,基于理论推导和室内试验,对堆载作用下软土抗剪强度指标随固结度的变化规律进行了分析。对现有的2个计算公式进行了对比分析,得出它们具有等价性。从孔隙水压力的角度进行分析,提出了新的计算公式,并且得出内摩擦角随固结度单调递增,黏聚力随固结度单调递减的变化规律。当固结度一定且不为100%时,黏聚力与初始固结压力呈线性增长的关系,内摩擦角与其无关。室内试验表明,由于综合考虑了有效应力参数和总应力参数,新推导公式与试验结果吻合得更好,证明了新推导公式正确性和优越性。     

粗粒土压实路堤的水平推剪试验研究

简要介绍了水平推剪试验方法,并根据极限平衡原理,给出了水平推剪试验的计算公式。在S325侯饭线压实路堤进行了3组野外水平推剪试验,获得了粗粒土压实路堤的内摩擦角? 和凝聚力c,并分析了结果的合理性,为挡土墙优化设计提供了依据。     

重力式挡土墙地震旋转位移下的屈服加速度

旋转位移假设下,将挡土墙和填土看成一个系统,建立挡土墙在地震作用下的旋转破坏模式,应用极限分析上限法推导了系统外力功率和耗散功率,得到了水平屈服加速度系数的理论计算公式,并采用MATLAB语言进行数值求解,获得了破裂角和水平屈服加速度系数的数值解。计算公式考虑了填土与墙体接触面上的黏聚力、墙和填土的摩擦角、竖向地震加速度系数、填土黏聚力、填土内摩擦角等对水平屈服加速度系数的影响。研究结果表明：填土与墙体接触面上的黏聚力、墙和填土的摩擦角和竖向地震作用对水平屈服加速度系数的影响显著,在实际工程设计中需合理取值以达到安全经济的目的。     

水压致裂煤层裂缝发育特点的研究

本文对煤岩基本力学性质、煤层水压致裂缝形成条件、裂缝形态以及裂缝开裂角方位等基本理论进行了研究与探讨，通过大量煤岩力学性质测试，证实了试验区目的层煤岩弹性模量低，泊松比较高，脆性大，易破碎，易压缩。文章还得出了目的层煤岩Ｍｏｈｒ断裂准则二次抛物线型包络线，煤层水压致裂裂缝形式判断，裂缝开裂角方位的计算公式以及有关结论。