岩土体基本力学参数是土木、建筑及采矿等工程技术设计、运营和维护的依据。确定岩土体强度、弹性模量等基本力学参数是工程建设中的首要任务，而目前主要通过钻探、取样及实内测试等方法获取这些参数，其准确性受到严重制约。本项目研究金刚石旋转钻进过程中原岩力学参数确定的理论与方法。对原岩土力学参数与钻进性能参数之响应关系、钻进能量原岩/土力学参数确定方法、岩体动静态强度参数关系及岩土体基本力学参数聚类分析等开展了研究。通过对钻进过程中各工作参量门限特征、参量协同度与阈值准则研究，建立钻进子过程的编码原则与纯钻进子过程识别理论与方法；通过室内钻进实验模拟、钻进参数与岩体力学参数之间的敏感性分析，确定了敏感性因子；建立了基于轴压-转速-穿孔速率耦合的可钻性指标，确定了在不同地层中钻进能量的分区性；通过钻进力学、金刚石破岩机理以及钻进能量等的分析，建立了岩土体基本力学参数的计算模型；通过不同钻头形式、排碴状态、钻头磨损程度、排碴冲洗水渗透对破碎效果影响以及强度扰动的实验模拟，采用压-剪当量化、能量图谱及解析分析，建立一种与钻头形式及磨损状态无关的、实时确定地层力学参数的广适性方法，揭示了钻进性能参数与岩土体基本力学参数之间的内在联系；建立了PDC柱齿及复合片钻头作用下的岩土体力学参数确定方法。本项目成果为研究仪器智能钻进系统在钻进过程中实现原岩力学参数及地层实时识别奠定了理论基础，对研究智能勘测及数字化勘测具有重要的理论意义；成果在地质、土木建筑、资源与能源等工程勘测以及钻掘过程中地质灾害的临灾预报与预警，特别是在深部工程岩体力学、多结构地层与矿岩识别、岩层控制等方面具有广阔的应用前景。 2100433B