螺旋挤土桩钻头优化分析

首先基于通用非线性有限元软件ADINA对螺旋挤土桩钻头进行钻进成孔过程的三维有限元建模,研究钻头型式、螺距、土体等参数在同等条件下对钻机动力头输出扭矩的影响,然后通过模型钻头的钻进成孔模拟试验对螺旋挤土桩钻头进行进一步分析,以期得到所需成孔扭矩最小的优化钻头,最后通过短螺旋挤土灌注桩的现场成孔试验验证了数值仿真和模型试验结果的正确性.所得结论为螺旋挤土桩钻头的优化设计提供依据.

钻头优化模型试验研究

为得到最优的螺旋挤扩钻头型式,设计加工了不同型式的模型钻头及相关试验装置,并选择合适的材料作为钻入介质,通过不同型式模型钻头的钻入试验,研究了钻头螺距、螺纹形状等参数对钻头成孔扭矩的影响。试验结果表明水泥拌合土可作为螺旋挤土模型钻头的钻进介质;在相同成孔条件下,钻头钻进所需成孔扭矩随螺距及钻型呈明显变化,在实际工程应用中应根据地层条件选择较为优化的钻头。螺旋挤扩钻头钻进成孔模型试验可以方便、直观地定性实现螺旋挤扩钻头的初步优化工作,为选择所需成孔扭矩最小的最优短螺旋挤扩钻头提供设计依据。