应用一步流动法快速测定土水特征曲线试验研究

实验室常用压力板仪进行常规试验测定粉土土水特征曲线（SWCC）,需耗费数月时间,效率不高。对快速测定粉土SWCC进行了试验研究：采用压力板仪对粉土试样开展一步流动法试验;同时,用Hydrus-1D建立一维水分运移模型;结合模型对干密度为1.78 g/cm3粉土试样中溢出水量随加压时间的关系曲线进行拟合,并得出VG模型中难以实测的参数α和n;根据参数反算出粉土试样SWCC并和压力板仪常规试验的SWCC进行对比。为了消除试验中加载压力过大可能造成的固结对试验结果的影响,还对干密度为1.65 g/cm3的粉土试样进行固结试验使其干密度增大为1.78 g/cm3,再对固结后粉土试样分别进行常规试验和一步流动法试验。对由两种试验得到的固结粉土的SWCC与初始干密度1.78 g/cm3粉土由两种试验实测的SWCC进行了比较。结果表明：① 一步流动法试验拟合的SWCC与常规试验实测的SWCC重合度高;② 一步流动法试验具有快速性和有效性;③ 由Hydrus-1D建立的一维水分运移模型得出的SWCC与常规试验实测的SWCC接近;④ 一步流动法试验结果不会受到固结的影响。     

大规模体积压裂诱发的地质灾变问题研究综述

页岩储层大规模体积压裂对储层实施改造,是实现非常规油气资源工业化开发的核心技术,但目前该技术的机理研究和应用都处于起步发展阶段。大规模体积压裂可能带来潜在的地质灾害风险,主要包括淡水资源的消耗、浅水层的污染、断层活化诱发地质灾害和地表侵蚀、甲烷泄露致空气污染、植被破坏等问题。从体积压裂机理入手,研究了上述存在的地质灾变风险及灾害发生机制,并从勘探调研合理的页岩气开采区块、设计科学的钻井完井方式、压裂液注入速率方案、实时监测断层破裂带应力及滑移状态以及废水废气回收处理等角度提出对应的科学指导和防范措施,对国内页岩气顺利开展工业化开采、避免潜在的地质环境灾变对人类产生危害具有重要的指导意义。     

细粒层厚度与法向应力对砂土强度影响的试验研究

以河北磁县境内的砂土为研究对象,利用环剪仪对砂土的强度特性进行了研究.主要考虑细粒层厚度、法向应力对其峰值强度和残余强度的影响.结果表明:法向应力对砂土的峰值强度和残余强度及强度损失率均有影响,法向应力增大,峰值强度和残余强度均增大,强度损失率也越大,细粒层厚度对砂土强度的影响亦是如此;法向应力为50~200 kPa,细粒层厚度为0.0~2.0 mm的情况下,强度损失率由10.0%增大到28.0%;剪切面上土的性质决定了剪应力-剪切位移关系曲线的形状.     

基于DEM的兰州市城关区黄河以北地区荒山造地方案研究

在平地少、山地多的兰州,开发荒山、利用荒山将是兰州市城市发展的一种新的战略选择,是突破发展瓶颈制约、拓展城市发展空间、缓解大气污染的有效途径.以城关区黄河以北地区为例,在2.5 m×2.5 m高分辨率DEM的基础上,通过修改原有地形使之满足一定的约束条件:①满足城市建设用地的坡度要求;②满足局部挖方和填方的平衡.并在此基础上,以GIS空间叠加分析的方式对开发荒山得到的平地进行城市建设用地适宜性评价,为荒山造地的具体实施提供切实可行的方案和依据.     

孔隙水溶液浓度对膨胀土膨胀特性的影响

通过开展恒体积膨胀压力试验与有荷膨胀率试验,研究了孔隙水溶液浓度对膨胀土膨胀特性的影响.试验结果表明,随着溶液浓度的增大,膨胀压力降低;相同浓度溶液制作的试样,分别浸入不同浓度的溶液,一种浓度小于制样所用浓度,另一种与制样溶液浓度相等,最终所得的膨胀压力与膨胀应变均很接近.通过对孔隙水赋存状态的分析表明,试验结果均符合渗透压理论.     

赤泥堆场固结排水方案的数值分析

流塑状赤泥含水率高、强度低,通过排水固结处理,可以增大其密度和强度,增强其堆场的稳定性,并减小堆场渗漏污染的可能性.采用固结有限元计算,对比分析分层堆载干赤泥、塑料排水板和真空预压3种方案的固结排水效果.由于流塑状赤泥渗透性低,堆载产生的超孔隙水压力难以消散.分析表明,堆载+塑料排水板联合方案下,赤泥堆场能够及时完成固结,有利于扩大库容.     

蚀变岩体对洞室围岩稳定性影响研究

通过对天池抽水蓄能电站蚀变岩工程特性的试验研究,查明了蚀变岩蚀变类型、成因及力学性质,同时利用FLAC3D软件建立地下厂房分步开挖三维动态计算模型,对不同计算方案下围岩变形、应力和塑性区分布特征进行比较。结果表明:随着蚀变作用的增强,岩体力学性质显著变差,主厂房顶拱、上下游边墙位移和应力,以及塑性区范围均不断增大,洞室安全性降低,洞室趋于不稳定。     

周期性荷载作用下盐岩储气库长期变形特性研究

为了研究周期性荷载作用下盐岩储气库的长期变形特性,采用FLAC3D数值计算方法,模拟了5 a后湖北云应地区盐矿ZK1099盐腔在周期性注采压力(最大值13 MPa,最小值7 MPa)下的运行情况.模拟结果表明,储气库利用率不仅降低,而且在周期性荷载作用下盐岩围岩不断劣化,主要表现在塑性区不断加深且有可能出现接触面滑移.结果可为该盐腔的安全、稳定运行提供依据并可为同类型盐腔设计提供参考.     

宁夏固原地区泥岩工程特性试验研究

为研究宁夏固原地区饮水工程中泥岩的工程特性,对该地区泥岩进行了基本物理试验、耐崩解性试验、膨胀性试验和单轴压缩试验.试验结果表明:二次循环耐崩解系数为77%⁹2%,而且随着泥质矿物含量的增加,耐崩解系数逐渐降低;轴向膨胀率约是径向膨胀率的2.9倍,且二者均比较离散;侧限膨胀率的范围为1.01%92%,而且随着泥质矿物含量的增加,耐崩解系数逐渐降低;轴向膨胀率约是径向膨胀率的2.9倍,且二者均比较离散;侧限膨胀率的范围为1.01%⁴.40%;膨胀力一般为104.40%;膨胀力一般为10⁴0 kPa,膨胀力离散性比较大;天然状态和饱和状态泥岩的抗压强度都比较低,属于软岩;在饱和状态下,该地区泥岩的抗压强度骤降约75%;岩样的泊松比在天然状态下比饱和状态下小,天然状态下的弹性模量约是饱和状态下的2.5倍.     

灰色系统最优归类模型在岩爆预测中的应用

根据与岩爆有关的地质条件建立了岩爆烈度分级表 .在灰色关联分析和模糊模式识别原理的基础上 ,应用最小二乘法构造目标函数、建立岩爆预测数学模型 ,提出了动态权重计算方法和综合评判指数的概念 ,并通过工程实例说明该方法的预测结果比用有限元法计算所得的结果更为科学准确