高地下水复杂地层盾构隧洞围岩渗透系数及外水荷载的反演分析

引汉济渭二期工程南干线神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞位于高地下水复杂地层中，隧洞开挖后围岩渗流场将发生重分布，因此，准确反演围岩渗透系数和计算衬砌外水荷载是隧洞衬砌结构设计与分析的基础。为此，采用ＡＢＡＱＵＳ对引汉济渭二期工程南干线典型隧洞开挖后围岩的渗流场分布规律进行了反演分析。结果表明:隧洞开挖后洞周5ｍ范围内孔隙水压力的重分布较为明显；当神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞围岩的渗透系数分别为3．0×10－7ｍ／ｓ、4．0×10－7ｍ／ｓ、4．0×10－8ｍ／ｓ时，所得开挖后渗流量与地勘报告提供的涌水量最为接近；作用于神禾塬隧洞、少陵塬隧洞、白鹿塬隧洞衬砌的外水荷载分别为0．071ＭＰａ、0．081ＭＰａ、0．252ＭＰａ。本文研究成果可为引汉济渭二期工程输水隧洞及类似工程的衬砌结构设计提供理论依据。     

基于三维渗流场下的某尾矿库加高扩容安全稳定性分析

浸润线埋深是体现坝体稳定安全的重要因素之一,通过建立三维渗流分析模型,对某尾矿库加高扩容后的渗流场进行模拟分析,得出其正常运行、洪水工况下的渗流场.基于三维渗流分析结果,利用简化毕肖普法进行坝体安全稳定性分析,结果表明尾矿库加高扩容后,渗流控制及安全稳定性均满足相关规范规定要求.     

考虑变形效应的重塑黄土持水曲线及非饱和渗透系数函数

为研究考虑变形效应的重塑黄土持水特性与非饱和渗透特性，以兰州重塑黄土为试验土体，首先测试了不同孔隙比重塑黄土的持水曲线，并用考虑变形效应的持水曲线模型进行拟合；然后测试了浸水饱和试样的饱和体积含水率和饱和渗透系数，获得了孔隙比和饱和体积含水率的关系及孔隙比和饱和渗透系数的关系，进而应用间接法获得了考虑变形效应的非饱和渗透系数函数；最后通过实测某一孔隙比下的持水曲线和非饱和渗透系数曲线，检验了所建立考虑变形效应的持水曲线函数和非饱和渗透系数函数的可靠性。结果表明，考虑变形效应的持水曲线和非饱和渗透系数函数具有较好的可靠性。     

气藏型储气库注气期试井分析探讨

针对气藏型储气库注采井注采过程中储层物性参数影响因素不明确、注采能力不对称的问题。基于相国寺储气库井下连续油管试井测试结果,提出储气库注气期“温降效应”、“变表皮效应”的概念,分析了储气库注采过程中温降效应、变表皮效应以及储层应力敏感对注采的影响。通过气藏型储气库注气期试井分析技术,研究各因素在试井曲线上的响应特征以及对试井解释参数的影响。结果表明:①相对于采气期试井测试,注气期测试得到的储层物性参数具有同样的参考价值;②储气库温降效应对于试井解释结果的影响可忽略不计,而在不同注采运行周期内,变表皮效应以及应力敏感效应影响差异较大;③编制储气库注采运行方案时应充分考虑变表皮效应与应力敏感的影响,在不同注采运行周期内开展试井测试获取准确的储层参数值。研究成果为储气库试井测试与解释提供了重要的研究依据和理论指导。     

国内影响瓦斯渗流因素的研究现状及发展趋势

针对目前国内对影响瓦斯渗流因素研究较为不成熟、无体系、研究少的问题,对影响煤体中瓦斯渗流的因素进行综述及分析。重点评述了煤体结构、温度、电场、水分、煤的吸附作用、瓦斯压力、煤体应力等7个因素对瓦斯渗流过程的影响。结合煤炭行业发展趋势及相关理论分析,提出未来影响瓦斯渗流因素的研究热点。     

稳定性对功能型聚合物渗流规律的影响

功能型聚合物的稳定性指的是在配制完成后,随着时间的推移,其黏弹性、乳化能力等性质的稳定程度。在驱油实验中,相较于静置前的功能型聚合物,静置后的功能型聚合物驱阶段在低渗透层采出油占比提高了5.61%。说明受稳定性影响后,功能型聚合物溶液能有效封堵特高、高渗的大孔道,使低渗层的剩余油能得到极大动用。     

液氮致裂烟煤渗透率及其应力敏感性研究

为了研究液氮致裂条件下烟煤渗透率及其应力敏感性演变规律,取许疃煤矿自然含水率烟煤进行了多次液氮致裂实验,分析了液氮致裂前后不同应力条件下渗透率变化特征,探究了液氮致裂作用对煤应力敏感性影响规律。结果表明:恒定围压下渗透率随着有效应力减小,呈现出先减小后增大的趋势,符合二次函数分布;多次液氮致裂能有效提高煤体渗透率,渗透率随致裂次数的增加而增加,但增长速率逐渐变缓;定义了渗透率离散度来表征改变气体压力所引起渗透率值改变的波动范围,渗透率离散度经过第一次液氮致裂后有明显增加,而其余几次液氮致裂波动范围很小;在同一气体压力下,围压敏感性系数随着围压增大而减小,渗透率损害率随着致裂次数和气体压力增大而增大;第一次液氮处理对煤体渗透率和应力敏感性影响最为显著,后几次液氮处理影响较小。     

非饱和岩土材料的固流转化数值模拟

为对非饱和岩土材料的固流转换进行研究,首先介绍了一个非饱和岩土材料固流转化模型。该模型由一个水力耦合弹塑性模型、一个宾汉黏性模型和一个固流转化准则组成,它可以在统一框架内描述非饱和岩土破材料坏前后的固流力学性质。与此同时,还基于拉格朗日积分点有限元法(FEMLIP)提出求解水力耦合问题的方法,并采用平衡方程和连续方程,将固流转化模型植入一个FEMLIP数值软件中。为了精确处理非饱和岩土问题,该模型还引入了毕肖普有效应力及水分特征曲线。最后,通过模拟一个启发式渗流实验,定性地验证了该模型的可靠性和发展潜力,通过准确的物理参数,使用FEMLIP方法和该固流转化模型对真实泥石流进行分析预测是可行的。     

阿朵卡尾矿库稳定性分析及安全监测

尾矿库存在着溃坝、滑坡、崩塌、泥石流等危险隐患。主要对板田钒钛磁铁矿采选项目配套阿朵卡尾矿库工程安全稳定性进行分析与评价,对尾矿库设置安全在线监测系统,为阿朵卡尾矿库的安全与生产提供必要的理论依据。结果得出,尾矿库局部水力坡降(入渗点)超过允许坡降,但位于封闭环境中,加上初期坝及堆积坝的排渗措施,可有效降低浸润线;出渗点位于初期坝底部堆石体中,不会产生管涌等现象;通过使用简化毕肖普法等三种方法算出阿朵卡尾矿库的安全稳定系数处于安全的状态,其稳定性可较好满足安全生产的条件;在稳定状态良好的情况下对阿朵卡尾矿库进行安全监测。     

考虑饱和度影响的红壤土抗剪强度模型及应用

鉴于降雨入渗过程中土体饱和度变化对库区边坡稳定性的影响,基于Bishop非饱和土抗剪强度理论和van Genuchten土水特征曲线模型,建立了直接考虑饱和度影响的多参数土体抗剪强度理论模型,并采用三峡库区红壤土设计了土水特征曲线试验和三轴剪切试验,获得了基质吸力和抗剪强度随饱和度变化的试验结果,进而验证了模型的合理性。结果表明,模型预测值与试验实测值的吻合度较好,建立的模型能较好地预测三峡库区红壤土的抗剪强度。进一步分析可知,红壤土抗剪强度指标——粘聚力和内摩擦角均随饱和度的增加呈非线性递减;在净总应力一定的情况下,红壤土抗剪强度随饱和度的增加呈对数关系递减。