水压下单裂隙开裂混凝土渗透试验及模型公式研究

为了研究开裂混凝土的渗透特性,通过室内试验研究了裂缝宽度、外水压力对开裂混凝土渗透特性的影响,总结了目前开裂混凝土理想光滑平行裂缝模型和考虑粗糙度影响裂缝模型的绝对渗透系数计算公式,并将试验获得的渗透系数与各理论模型的计算结果进行分析比较。研究表明:裂缝宽度对混凝土结构渗透性影响最大,符合立方定律函数关系,水压、渗透时间与渗水量符合线性增长函数关系;比较试验结果和各理论模型发现,绝对渗透系数试验值拟合曲线与裂缝三次方公式曲线拟合较符合,建议作为开裂混凝土渗透系数的理论依据。     

容县花岗岩风化土渗透性及其渗透模型研究

渗透性会对土体工程地质特性与力学行为产生较为重要的影响,渗透系数作为土渗透性强弱的定量指标,不仅综合反映了水在土体孔隙中流动的难易程度,同时也是进行渗透计算时必须用到的一个基本参数,要对渗透系数进行理论估算相当困难。以容县花岗岩风化土为研究对象,取原状土样与压实重塑土样进行渗透试验和压汞试验,通过对容县花岗岩风化土的渗透性进行研究,将已有渗透模型与宏观参数建立联系,将微观模型与压汞试验数据进行结合,提出改进渗透系数估算模型。     

考虑变形效应的非饱和土相对渗透系数模型

 相对渗透系数是土体非饱和渗流分析的重要参数,Mualem统计模型在土体相对渗透系数预测中得到广泛应用。然而,Mualem统计模型假定土体具有刚性的孔隙结构,因而无法反映变形对非饱和渗透系数的影响。笔者最近提出的变形土土水特征曲线模型为基础,建立考虑变形效应的非饱和土相对渗透系数的修正Mualem统计模型。修正模型引入某一饱和度条件下被水充满的平均孔隙半径这一参量,来反映有效饱和度及土体变形过程中孔隙形态变化对其非饱和渗透特性的影响。采用4种不同类型土体的非饱和渗透试验数据对修正模型进行验证。结果表明,修正模型给出的相对渗透系数预测值与实测值的均根误差相比Mualem统计模型减小27%,说明修正模型对于变形条件下土体的相对渗透系数具有更强的预测能力。研究成果为非饱和土渗流规律以及水–力耦合数值模拟等研究提供了更为可靠的理论模型。     

粉性土地区钻孔常水头注水试验求取渗透系数

野外注水试验是一种现场水文试验求取地基土渗透系数的简便方法,文章介绍了粉性土地区潜水含水层进行野外钻孔常水头注水试验计算渗透系数公式的推导,对试验过程进行了说明,通过工程应用中与抽水试验、室内渗透试验结果的比较,其方法较为可靠。     

以地质统计方法推估上海第三承压含水层渗透系数的分布

本文采用地质统计方法分析上海第三承压含水层渗透系数的空间变异性。将取对数后的渗透系数作为区域化变量,计算各个方向的试验变差函数,进行理论变差函数模型拟合,以分析含水层空间结构并判定含水层可能的各向异性。变差函数模型经交互验证后,再采用普通Kriging法进行空间插值获得该含水层的渗透系数空间分布。研究结果表明：对数渗透系数在空间上具有明显的几何各向异性,大约在北偏东300方向有最小的变异性,而在东偏南300方向具有最大的变异性,这与含水层形成的水文地质环境具有密切关系。     

基于Neuman理论的神经网络优化确定水文地质参数

针对利用非稳定流抽水试验资料确定潜水含水层参数传统方法的不足,系统分析考虑垂直分量和弹性释水的Neuman潜水井流模型解析解的基础上,利用实码加速遗传算法(RAGA)和自适应BP神经网络模型相结合对Neuman潜水井流模型解析解进行优化求解,提出确定潜水含水层水文地质参数的Neuman-BP法。以计算实例表明,Neuman-BP法不需分抽水时间———降深过程的前、后段分别进行参数确定,避免了前、后段所求导水系数T的不一致,既充分利用了抽水试验数据,又获得了较高精度的参数,简化了参数确定过程。     

微水试验技术在临河沉积区渗透特性研究中的应用

河流沉积区域地层岩性复杂,含水层呈现多岩性层状分布的特点,垂向上不同深度的渗透特性差异较大。通过在河流沉积区域场地开展的多组现场傍河微水试验,探讨了在复杂地层中进行微水试验的现场试验技术,并将计算得到的渗透系数与该区域抽水试验结果相对比,分析了微水试验技术在傍河复杂地层中的适用性。试验结果表明,微水试验在复杂地层渗透系数测试中具有较高的可信度,与常规抽水试验相比,抽水试验得到的渗透系数是微水试验测试结果的1.57~7.20倍左右,平均为3.14倍,远小于室内试验的偏差。开展微水试验时,对钻探、成井和洗井的质量要求较高。对于地层变化复杂的场地,测试含水层的平均渗透系数时,必须设置足够数量的试验井,以规避地层岩性变化引起的误差效应。     

粗粒土渗透系数计算模型及试验研究

渗透系数是表征土体渗透能力的关键参数,较准确的渗透系数计算模型是研究难点。基于泊肃叶定律,把层流渗流土体等效为细管簇,建立渗透物理模型。根据水头损失细观机制,引入叠合系数,结合Darcy定律推导以孔隙率和等效粒径为基本参数的渗透系数理论计算公式,公式具有严谨的物理意义。对6种单一粒径组粗粒土进行渗透试验,利用试验数据对叠合系数进行拟合分析,得出可用于计算的叠合系数公式。通过渗透系数公式进行计算的结果与试验结果较为一致。为验证本文渗透系数公式的适用性,采用公式对相关文献中的砂性土、混合粗粒土试验数据作计算对比,计算结果与试验实测值接近。本文计算公式在较大粒径范围内比相关文献的渗透系数计算公式准确度有大幅度提高(验证范围为颗粒粒径≤20 mm的混合粗粒土和粒径范围在0.1～5 mm的砂性土),具有较高的准确性和合理性,最后对公式的适用性进行了分析和总结。     

贯穿裂缝对水泥基复合材料渗透性能的影响

通过对于水灰比0．4和0．5无裂缝砂浆试件的渗透性试验,以及带不同数量贯穿裂缝的砂浆试件的渗透性试验,利用这西模型计算其渗透系数,并对其渗透系数进行比较,得知裂缝中的渗透系数远大于水泥基材中的渗透系数,裂缝对材料整体渗透系数的影响要远大于水灰比对渗透系数的影响,裂缝对于整体的渗透系数起决定性作用。并且渗透系数与裂缝数量呈现良好的线性关系。因此,裂缝是水流渗透的主要通道,在渗透中占主导地位。     

含水层和上覆弱透水层水文地质参数的计算方法

本文建立非线性回归方法与地下水三维数值模型———MODFLOW相结合的优化模型 ,利用含水层抽水试验资料确定含水层水平渗透系数Kr 和储存率Ss,以及上覆弱透水层垂直渗透系数Ka 和给水度Sy。通过 2个示例分析模型计算过程 ,结果表明 ,该模型不仅能有效地确定这些水文地质参数 ,而且可以给出计算参数的误差范围和参数之间的相关程度     

竖向排水井地基粘弹性固结解析理论

本文基于Merchant模型分别推导了自由应变条件和等应变条件下打穿软粘土层的竖向排水井地基粘弹性固结问题解析解,同时考虑了井阻和涂抹作用的影响.并将两种形式的解编制成相应的计算程序,据此对粘弹性参数的变化进行了大量的计算,探讨了竖向排水井地基粘弹性固结的一般规律.最后利用本文的解对杭甬高速公路试验段塑料排水板软基沉降进行了计算,结果表明粘弹性固结理论较现有线弹性固结理论更加接近实际.     

地铁车站采光井段分析研究

以武汉市一座地铁车站的采光井段结构作为研究对象,通过运用SAP 84有限元计算软件建立该车站主体结构的分析模型,从各种不同方面对采光井段的地下主体结构的受力状况及变形结果进行具体深入的分析研究。最后对采光井段设计作出综合性的评价,给出类似地下工程应重点关注的一些建议。所得结论也为今后类似地下工程的设计提供相应的借鉴和参考。     

地铁车站端头井增设铺盖板的施工优化

苏州轨道交通6号线徐家浜站冠梁支撑施工阶段,通过在原端头井扩大端架设铺盖,使标准段冠梁可直接顺延至端头,对原设计方案进行优化和改良.提高了施工场地的使用率,铺盖板还可作为盾构施工门式起重机的走行梁基础,节约了工期,降低了施工成本,技术经济效益良好.     

高承压降水井封井技术应用

国家大剧院工程结构形式复杂，基坑开挖较深，基础施工受上层滞水、潜水、第一层承压水和第二层承压水等多层地下水的影响。由于基坑面积较大，井点多，主要抽降的第一层和第二层承压含水层渗透系数大，补给快，因此排水量较大，地下水水位控制成为基坑工程成败的关键工序。     

异常高压井中地层压力监测方法应用研究

在石油钻井施工过程中,岩石的抗钻强度主要受井下地层岩石性质的影响,地层孔隙压力是影响岩石抗钻强度的一个重要参数.根据室内模拟实验和大量现场实钻数据分析,建立了岩石抗钻强度与地层孔隙压力的关系.在钻井施工过程中,可根据井下地层岩石抗钻强度的变化来监测地层压力的变化,该方法在新疆塔里木油田依南2井进行了应用,取得了很好的效果.     

枯竭油气田中废弃井密封性研究

利用X粉晶衍射技术进行板新803井中泥岩盖层成分测试,通过室内常规力学与蠕变实验,分析泥岩的力学性质与蠕变变形特征。利用FLAC3D软件对钻孔周边围岩进行数值模拟计算,分析不同时间时泥岩的蠕变变形,研究泥岩层段缩径变化规律,在此基础上分析废弃井的密封性。通过以上研究获得如下主要结论:(1)泥岩中含有较多的伊利石、高岭石与绿蒙混层等黏土矿物,易产生井壁垮塌;(2)泥岩在长期围压作用下,将会产生较大的蠕变变形,在有钻井液作用时,变形更明显;(3)钻具周围泥岩通过蠕变变形向环空内挤压,经过30 a产生的变形会使井壁与落鱼之间的环空由下而上充填满;在考虑泥岩遇水后产生的掉块与扩径作用时,35 a后环空也将被充填满,原有泥岩盖层被密封,从而产生较好的密封效果。     

单相水流动煤层气井流入动态分析

 单相水流动煤层气井流入动态是确定煤层气井合理工作制度的依据和分析煤层气井动态的基础。基于煤层流体的渗流规律,建立满足达西渗流和非达西渗流煤层气井的流入动态预测模型,通过鄂尔多斯盆地现场实例验证,得到单相水流动煤层气井的流入动态。结果表明：预测模型考虑煤层参数、流体物性和非达西表皮效应,结果具有较高精度,整体误差可控制在12%以内。煤层流体渗流速度不大时,宜采用煤层供给边缘压力不变时的达西渗流模型分析流入动态,而在雷诺数大于0.3和产水量超过30 m3/d时,需采用非达西渗流模型。排采前期加大生产压差,可有效控制排液量大小,防止煤粉运移而破坏储层,利于煤层水的渗流,压力差由0.44 MPa上升为3.68 MPa后,产能由10 m3/d提高到40 m3/d。增大煤层渗透率会提高储层的综合导流能力,显著增大煤层气井产能,渗透率由0.9×10－3 μm2变为6.15×10－3 μm2时,产水量由3.5 m3/d增大到15.9 m3/d;减小表皮系数使流入动态曲线明显向右移动,同一井组的表皮系数为－3.10和－4.85时,产水量分别为34.8和45.6 m3/d。     

超稠油油藏水平井蒸汽驱可行性分析

在国内外蒸汽驱调研的基础上,以国内某油田区块单个井组为例,采用数值试验方法进行水平井蒸汽驱注采参数优化研究,随后对整个区块进行水平井蒸汽驱方案预测。研究表明：最优注采参数为,水平生产井布在距油层底部1/4油层厚度处,垂直注汽井射孔位置为在距油层底部20%～25%油层厚度处,每口水平生产井的注汽井数为4口,水平井水平段长度应取300 m,井排距为140 m;整个区块内,采用水平井蒸汽驱技术最终可提高采收率12%以上,该结果可为实际区块实行水平井蒸汽驱开采方案实施提供技术支持,为其他同类型油藏的开采提供借鉴。     

无降水条件下CRD暗挖工程洞内轻型井点止水措施的应用

北京地铁17号线盾构接收井横通道开挖施工中,发现下层导洞含水量大,虽采用全断面注浆残余水仍难以控制.对此将小型潜水泵接入轻型井点作为暗挖隧道止水措施,经计算根据隧道的最大涌水量确定了轻型井的各项参数;采用倾斜成孔等施工工艺,取得了良好的止水效果.     

地应力和温度载荷耦合作用下注汽井射孔套管损坏的数值模拟

注汽井射孔套管损坏问题在我国许多油田十分普遍，为此进行了地应力和温度载荷耦合作用下套管的应力变化规律以及对套管损坏影响的研究。提出了一种二阶段的计算策略，首先采用粗网格获得套管附件的地应力和温度，然后缩小模型范围，采用细密网格获得更精确的结果。最终计算结果表明，射孔导致套管的应力集中比较明显，最大VonMises应力可能增加13～1．5倍；温度载荷对套管应力有重要的影响，200℃注汽时温度效应使得最大VonMires应力增大26．5％。研究结果为油田现场确定合理的注汽温度，预防和减少套管损坏提供了理论依据。