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第1章　岩土工程界面识别方法概述1

1.1　地层界面1

1.2　界面识别的一般方法1

1.2.1　静力触探试验1

1.2.2　圆锥动力触探2

1.2.3　标准贯入试验2

1.2.4　岩石可钻性试验3

1.2.5　地球物理探测试验3

1.3　存在问题与发展趋势3

1.4　研究内容、目的与意义5

1.4.1　研究内容5

1.4.2 目的与意义5

参考文献5

第2章　DPM系统的组成与工作原理7

2.1 国内外钻孔过程监测系统（DPM）的研究现状7

2.2 DPM系统的基本构成9

2.3　钻机组成与工作原理11

2.3.1　钻机类型、组成与工作原理11

2.3.2　钻机工作参数11

2.4 DPM系统工作原理12

2.4.1　作用于钻机／具动荷载-压力监测12

2.4.2　钻具转速监测13

2.4.3　钻头位移监测13

2.4.4　流量的监测13

2.5 DPM系统参数设置14

2.6　各种传感器的标定16

2.6.1　压力传感器的标定16

2.6.2　速转传感器的标定23

2.6.3　位移传感器24

参考文献25

第3章　DPM系统数据的采集及基本图形27

3.1　钻孔过程的识别27

3.1.1　参数类型27

3.1.2　钻孔过程的划分27

3.1.3　钻孔过程参数门槛值的设置31

3.1.4 DPM系统的过程识别35

3.2　监测过程曲线及其变化规律35

3.2.1　工程背景35

3.2.2　监测参量的实时变化曲线37

3.2.3　钻进全过程曲线39

3.2.4　钻进全过程曲线的特点48

参考文献49

第4章　界面识别的基本理论50

4.1　岩石的可钻性50

4.2　基本假设52

4.3　监测数据的预处理与噪声过滤52

4.3.1　监测数据的预处理52

4.3.2　监测数据的噪声过滤52

4.4　基于轴压-转速-穿孔速率耦合的可钻性指标54

4.5　可钻性指标对地层识别的敏感性56

4.6　基于可钻性指标的地层识别57

参考文献59

第5章　穿孔参数在岩土界面处的变化60

5.1　穿孔作业特征及DPM系统的安装61

5.1.1　穿孔作业特征61

5.1.2 DPM系统的安装61

5.2　穿孔参数变化的基本规律61

5.2.1　轴压随孔深变化的全过程曲线61

5.2.2　钻具转速随孔深变化的全过程曲线63

5.2.3　冲洗压力随孔深变化的全过程曲线64

5.2.4　钻头位移随钻进时间变化的全过程曲线66

5.3　岩土工程界面及其穿孔参数68

5.3.1　界面值与岩性68

5.3.2　在界面处的穿孔参数70

5.4　界面处的响应指标74

5.4.1　穿孔参数在界面处的变化74

5.4.2　界面上的响应指标76

参考文献79

第6章　穿孔参数在风化花岗岩地层中的响应特征81

6.1　岩石分级与强度特征81

6.2　穿孔参数在界面处的变化84

6.2.1　有效轴压力在界面上的变化86

6.2.2　钻具转速在界面上的变化90

6.2.3　冲洗压力在界面上的变化93

6.2.4　穿孔速率在界面上的变化95

6.3　穿孔参数在界面上的响应强度99

6.3.1　普通风化花岗岩地层99

6.3.2　充填土简单风化花岗岩地层102

6.3.3　复杂风化花岗岩地层106

第7章　风化花岗岩地层界面识别的能量原理111

7.1　能量原理112

7.2　钻进过程能量分析113

7.3　钻进比功121

7.4　金刚石旋转钻进能量在风化花岗岩地层中的变化特征122

7.4.1　旋转钻进能量在普通风化花岗岩地层界面上的变化特征122

7.4.2 旋转钻进能量在充填土-风化花岗岩地层界面上的变化特征124

7.4.3　旋转钻进能量在复杂风化花岗岩地层界面上的变化特征127

7.5　金刚石旋转钻进比功在风化花岗岩界面上的变化特征130

7.5.1　旋转钻进比功在普通风化花岗岩地层界面上的变化特征130

7.5.2　旋转钻进比功在充填土-风化花岗岩地层界面上的变化特征131

7.5.3　旋转钻进比功在复杂风化花岗岩地层界面上的变化特征133

7.6　金刚石旋转钻进比功与花岗岩分级135

7.6.1　金刚石旋转钻进比功在不同花岗岩地层中的分布135

7.6.2　基于金刚石旋转钻进比功的花岗岩岩体分级139

参考文献140

第8章　风化花岗岩地层界面识别的相似性原理142

8.1　相似性识别的基本原理143

8.2　斜率搜索识别法原理144

8.2.1　样本提取144

8.2.2　预处理145

8.2.3　特征提取与特征库的建立145

8.2.4　特征匹配算法——斜率搜索识别146

8.2.5　相似识别的t检验150

8.3　判别分类151

8.3.1　聚类准则151

8.3.2　判别分类方法151

8.3.3　判别分类的有效性154

8.4　穿孔参数之间的相似性155

8.4.1　普通风化花岗岩地层中穿孔参数间的相似性155

8.4.2　充填土-风化花岗岩地层中穿孔参数间的相似性161

8.4.3　复杂风化花岗岩地层中穿孔参数间的相似性167

8.5　基于金刚石钻进比功曲线的地层判别分类173

8.5.1　聚类参数及类的门限值设置173

8.5.2　普通风化花岗岩地层的判别分类174

8.5.3　充填土-风化花岗岩地层的判别分类176

8.5.4　复杂风化花岗岩地层的判别分类178

参考文献182

作者已发表与本书有关的论文184

致谢185