金属矿山

作者：董教社杨鹏徐文波甘建军韩晓

单位：1.上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司,上海 200125;2.江西水利电力大学水利工程学院,江西 南昌 330099

关键词：城市地质,矿山地质,钻进工艺,取土工艺,取土质量,土样扰动,

基金：上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司自主研发项目(编号:科CK2022018A);国家自然科学基金项目(编号:42162025)。

在城市地质和矿山地质勘探中,采取原状土样进行相关室内试验,是获得岩土参数的重要途径之一,而钻探取土过程中会对土样产生一定程度的扰动。为研究勘探取土工艺对软土地层取土质量的影响,以上海地区软土地层为例,使用螺纹钻、三翼钻和岩芯管3种钻进工艺,分别与常规厚壁取土器和镀锌铁皮土样筒组合、隐形轴阀式取土器和弓形单缝互压扣合式土样筒组合的取土工艺进行了取土对比试验。通过对土样外观形态、无侧限抗压强度指标和扰动性指标进行对比,分析了不同勘探取土工艺对取土质量的影响。研究结果表明:取土工艺对取土质量的影响大于钻进工艺的影响;在钻进工艺方面,螺纹钻钻进工艺的取土质量最好、三翼钻次之、岩芯管最差;采用隐形轴阀式取土器和弓形单缝互压扣合式土样筒组合工艺所取土样质量优于常规厚壁取土器和镀锌铁皮土样筒组合工艺。螺纹钻钻进工艺采取土样的无侧限抗压强度平均值比三翼钻高15%左右,比岩芯管高21%左右。利用自重应力下的孔隙比变化率作为土样扰动性大小的定量评价指标,取样质量最差的勘探取土工艺所取土样的孔隙比变化率平均值比取样质量最好的提升30.8%。研究反映出选择最优的勘探取土工艺,可显著提升软土地层的取土质量,对于获得更加真实的岩土参数数据、提高城市地质和矿山地质勘探质量具有重要意义。

来源：2025年第11期

《金属矿山》期刊编辑部

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