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随着国家经济的不断发展,地下建设正如火如荼的开展,地下工程规模及数量连年激增。受自然因素和人为因素等的影响,地下隐伏病害诱发地表沉降、塌陷等灾害频发,造成了巨大的经济损失,严重威胁民众的生命财产安全,地下隐伏病害识别与控制成为亟待解决的难题。本研究采用理论分析、模型试验、现场应用相结合的方法,对岩土体的强度参数与钻进力学响应量间的关系进行研究。基于经典力学理论,建立钻进响应量与岩土体强度参数间的定量关系理论模型,理论证明基于钻进力学响应量的岩土体强度参数反演的可行性;研发钻进模型试验装置,考虑影响岩土体强度的关键因素,开展不同条件下典型岩土体钻进模型试验和基本物理力学性质试验,验证并简化理论模型,给出适用于现场测试的数学模型;以理论分析和模型试验结果为基础,结合雷达普查技术、数字全景成像技术,提出基于钻进力学响应量的地下隐伏病害定量识别技术,通过现场应用,验证试验结果的准确性及新技术现场应用的可行性。主要创新点包括:(1)基于布西内斯科弹塑性分析方法、Drucker-Prager准则、Mohr-Coulomb准则及经典力学分析方法,分别建立薄壁金刚石钻头、尖齿复合片钻头的钻进力学响应量与岩土体强度参数间的理论关系模型,明确影响钻进的关键因素;(2)研发微损旋压触探系统和三维柔性边界加载试验装置,考虑地应力、含水率、压实度的影响,开展5种含水率、5种压实度条件下6种典型岩土体的钻进模型试验和无侧限抗压强度试验、抗剪强度试验、轻型动力触探试验,研究含水率、压实度对钻进力学响应量和强度参数的影响,建立力学响应量和强度参数间相关关系数学模型,采用Adj.R,VAF,RMSE,MAPE四个指标评价数学模型的可靠性;(3)提出基于钻进力学响应量的地下隐伏病害量化识别技术,给出该技术在现场测试中的应用前提和方法,通过典型工程示范性应用,验证了该技术的有效性、可行性、准确性,为地下隐伏病害定量探查提供重要参考。