钻孔电视在引洮供水二期工程复杂钻孔中的应用

针对普通钻进存在岩芯从钻孔内取出后,将失去其原位和原状信息,同时失去了岩样在钻孔中的裂隙产状等信息;遇到特殊地层时,钻孔取芯不连续,根据岩芯无法准确判断地层实际情况;对钻孔内小裂隙、岩脉和小溶洞发育无法形象感知;钻孔内发生事故时,往往因为无法准确判断钻孔内的实际情况导致事故处理的成本加大或者处理失败等问题,通过引进钻孔电视,并应用于引洮二期总干渠22#隧洞2A#竖井钻孔中,有效的解决了以上问题,取得了良好的使用效果。     

三维高密度电法在隐伏断层探测中的应用

运用三维高密度电法对豫北某拟建水库坝址区进行探测,获取了海量三维高密度电法数据,经过反演和三维可视化模拟,直观反映了坝址区地质结构,发现1条隐伏陡倾断层。在低阻异常区开展钻探和钻孔电视,验证了电法的研判结果。在三维高密度电法基础上,布设多条二维高密度电法测线,验证了三维探测结果,确定了断层产状,为坝轴线选取提供了参考,表明三维高密度电法探测灰岩区隐伏断层效果良好。     

三维岩体裂隙网络模拟研究及应用

为合理评价某水库库岸岩体结构特征及工程整治提供依据,对区内岩体进行了裂隙调查及三维网络模拟研究.研究基于Monte-Carlo模拟方法,由走向玫瑰图、倾向和倾角分布的直方图对裂隙的产状分布特征分别进行了分析,结合裂隙等密度图分析得出了结构面优势产状、用直接法产生随机数并利用计算机模拟得出符合实际的三维裂隙网络图.引入广...     

裂隙岩体二维渗流水力学理论模型研究

本研究主要内容包括 :裂隙岩体随机网络模拟、分形几何描述裂隙岩体参数几何特征、二维裂隙岩体等效渗透系数估算、二维裂隙岩体渗流应力耦合 非耦合模型、三维等效连续介质渗流模型、二维裂隙岩体连续介质与离散介质耦合模型、渗流模型与离散元应力模型耦合分析工程问题等。(1)利用三维裂隙网络随机模拟模型 ,针对乌江构皮滩水利枢纽工程平硐裂隙数据 ,研究其裂隙几何参数的分布情况 ,对其中一个优势裂隙组进行了模拟和检验。在模型中 ,基于蒙特卡罗方法 ,对裂隙隙宽的模拟进行了尝试。并应用分形几何的理论对其网络分维和裂隙数分维进行了研究 ,提出应用分形几何来模拟裂隙岩体中裂隙几何参数的方法。(2 )基于裂隙网络的转形 ,提出了裂隙岩块等效渗透系数的简便算法。与数值计算方法比较 ,其计算更简便迅速。 (3)推导了裂隙渗流和应力耦合的理论关系 ,建立二维裂隙岩体渗流应力耦合 非耦合非稳定流模型和三维等效连续介质渗流模型。耦合模型中应用经典耦合关系进行了计算验证 ,模型可以计算多种耦合关系。 (4)建立二维裂隙岩体连续介质和离散介质耦合非稳定流模型 ,并对其数值算法进行了研究。耦合模型使用离散介质渗透理论描述岩体主干裂隙中的水运动 ,使用连续介质渗流理论来描述岩体次要裂隙及孔     

电子岩芯与电子岩芯库的研究及应用

为了解决实物岩芯在取样、运输、存储与管理等方面存在的问题,提出了以电子岩芯替代实物岩芯并建立电子岩芯库的技术。该技术以高清钻孔电视提供的完整、清晰的孔壁图像数据为基础,利用孔壁图像与实物岩芯的耦合原理实现了电子岩芯及电子岩芯数据库管理系统。在实际应用中有效地解决了实物岩芯存在的问题,还提高了地质钻孔勘探的效率。目前,在云南乌东德水电站中进行了一系列工程应用,取得了非常好的效果。     

基于CATIA的堤防三维参数化设计

堤防工程具有线路长、地形地质条件变化大、工程措施多变等特点,利用传统二维方法来完成设计会十分繁杂,难以提高工作效率。三维设计是水利工程勘测设计发展的必然趋势,基于CATIA软件进行了堤防工程三维设计的探索研究。首先介绍了利用CATIA软件进行堤防工程三维设计的基本思路与技巧,并以洪湖东分块蓄滞洪区蓄洪工程的腰口隔堤为例进行了地质三维建模、堤防参数化模板构建、堤防三维设计建模;随后基于三维勘测设计模型进行了方案比选、工程量计算、二维出图等初步工程应用。结果表明:相比于传统二维设计,基于CATIA的三维设计可以显著提高工作效率,便于直观表达设计意图,在堤防工程等长线路工程中的优势十分明显,具有广阔的应用前景。     

钻孔电视摄像产状参数误差分析与校准

介绍了钻孔电视摄像产状参数实行原理,分析了影响产状参数误差的各种因素与解决办法,详述了产状参数的校准方法。对从事钻孔电视摄像工作的同仁有一定的借鉴作用。     

ZSX-1型小口径钻孔电视设备研制成功

一、刚言钻孔电视是在地质勘探上用于直接观测钻孔内壁的专用工业电视设备。通过它的直接观测,能了解到地下深部岩层的结构及其节理、裂隙的发育情况,并能测量、估算出岩层及节理面的产状要素(走向、倾向、倾角)。70年代初,我所(前身为12局科研所)研制成功我     

水压致裂法三维地应力测量在工程中的应用

综合论述了3个不同方向钻孔水压致裂法和单钻孔水压致裂法的三维地应力测量原理和方法,并严格推导了这两种测量方法资料整理的计算公式,在实际工作中可操作性很强。通过水布垭水利枢纽工程和宣恩洞坪水利枢纽工程中所进行的地应力测量实例可见,三维地应力的实测成果与二维实测成果比较,结果相当一致。从而弥补了以往传统的水压致裂法地应力测量只能测量钻孔横截面上的二维地应力状态的缺陷,扩大了这种测量方法的应用范围。     

高清数字钻孔电视技术研发及其在水电工程中的应用

 钻孔电视是能直观获得钻孔孔壁原状图像的地球物理方法,高清数字钻孔电视技术采用了先进的时间定时器,改进了光学工艺,加入了人-机互动调色功能的高分辨率摄像头,应用了消除电磁场对图像影响的处理技术,使其具有高精度、高分辨率和高保真度等特点。在某水电站坝址和围堰深厚覆盖层可视化研究中,利用高清数字钻孔电视技术,可清晰地获得钻孔孔壁原状图像,从而有效地查明工区的地质情况,为顺利施工提供技术保障,并为建立“数字化电子岩芯库”奠定了坚实的基础。     

高压隧洞裂隙密集区岩体原位变形试验

为了解深圳抽水蓄能电站高压隧洞裂隙密集区岩体变形特性,针对衬砌前隧洞围岩开展了钻孔变形和岩体声波试验工作。与前期勘探平硐内承压板变形试验结果对比,分析了裂隙产状对试验结果的影响,认为陡倾角裂隙对钻孔变形试验结果影响较大、裂隙区的岩体变形模量普遍降低。研究成果对提高岩体现场变形试验的准确性及代表性具有一定的参考价值。     

基于钻孔图像的结构面分布分维数计算方法

在工程实践中,对岩体结构面分布的分维数进行实测往往存在一定的难度,但是采用钻孔摄像技术既能够准确获取布设的钻孔内各项地质信息,而且形成的钻孔图像能够直观地反映钻孔中岩体结构面的特征参数,因此提出了一种基于钻孔图像的岩体结构面分布分维数计算方法。该方法的原理是:首先,通过钻孔图像获取研究区域内各钻孔内的岩体结构面的特征参数(包括倾角、倾向、隙宽、间距);然后,根据各钻孔之间的连通判断准则,判断区域内各钻孔结构面的连通性,并估算出研究区域内结构面的迹长值,同时参照钻孔的孔位及深度信息,来界定研究区域模型的范围;最后,结合Monte-Carlo法,建立岩体结构面分布的三维网络模型,根据分维数计算方法,求解模型各研究面的分形维数,并将3个钻孔的整体连通模型和各钻孔模型所得到的分维数开展对比分析。结果表明,该方法的计算结果与其他评价方法的结论一致。     

坝基裂隙岩体三维灌浆数值模拟

坝基灌浆工程地质条件复杂且具有隐蔽性,如何建立能准确反映岩体内裂隙分布情况的三维随机裂隙网络模型,并进行浆液扩散特征的研究是灌浆数值模拟的关键和难点。现有研究大多通过岩体揭露面统计资料估计裂隙的几何参数,无法有效反映复杂裂隙真实特征,且灌浆模拟研究中多将裂隙简化为单一裂隙或规则裂隙网络。本文采用Monte Carlo法建立三维随机裂隙网络模型;提出三维裂隙宾汉姆流体灌浆数学模型,实现对随机裂隙内宾汉姆浆液扩散特征的研究;运用该模型对某水电站坝基裂隙岩体灌浆过程进行模拟,结果表明：浆液主要在与灌浆孔相交的裂隙内流动,灌浆压力在灌浆孔附近衰减速率最快且对浆液扩散的影响较为显著。同传统裂隙灌浆模拟相比,该方法能有效反映复杂裂隙的真实特征,获取更贴近实际工程的灌浆结果,为保障灌浆工程的安全建设和经济合理性提供了理论依据。     

综合地球物理测井技术在滇中引水隧洞工程勘察中的应用

为判定滇中引水隧洞工程勘察钻孔内岩体完整性,采用将声波测井与钻孔成像相结合的综合地球物理测井技术对钻孔情况进行综合分析判断。阐述了声波测井与钻孔成像测井的方法原理及特点,根据钻孔ZGZK2和XLZK7的声波测井曲线的波速跳跃剧烈程度和钻孔成像的节理裂隙发育特性(方位、倾角和发育密度等)等信息,给出了钻孔内较为准确可靠的岩体完整情况。针对2种测井方法对判定岩体完整性提供参数的侧重点不同,对比分析了声波测井与钻孔成像测试结果对判定节理裂隙发育程度的差异,通过对比分析有助于提高单一测井方法对钻孔内岩体地质情况判定的全面性和精确性,实践证明综合地球物理测井技术在进行深部岩体勘察具有很好的效果,可为指导工程施工提供依据。     

高地应力钻孔岩心饼裂特征研究

对锦屏深部高地应力环境下的钻孔岩心饼化现象进行了调查统计分析,在总结已有的研究成果基础上,对岩饼端面宏观破坏特征、饼化数量、厚度及钻孔特征进行了描述,通过数值方法模拟开展了钻孔岩心应力特征及饼化机理研究,并总结钻孔岩心饼化的应力场条件。研究结果表明:①钻孔过程中,岩心径向所形成的拉应力贯通区是岩心饼裂的主导因素,岩饼形貌受岩心中拉应力影响;②足够的应力场是岩心饼化的首要条件,应力场越高,钻孔岩心中拉应力越大,岩心裂纹触发与扩展的应力条件更加充分,所形成的岩饼厚度越小;③钻孔径向应力场增长对钻孔岩心内部拉应力有促进作用,钻孔轴向应力场作用效果相反;④定义了岩心中最大拉应力贯通线均值,与岩石抗拉强度相比较作为岩心饼裂判据,推导了岩心饼裂地应力场关系式,并算得锦屏T_2b大理岩饼化的临界地应力场条件为钻孔径向应力场>34.44 MPa。研究成果对高应力条件下地应力场的预测、钻孔取心等工作具有一定的借鉴意义。     

溪洛渡水电站尾调室间隔墙顶板裂缝检测及处理

溪洛渡水电站左岸尾调室2号、3号调压井间隔墙顶部岩体在后期清基过程中发现一拉裂缝,本文主要分析其形成原因,介绍了借助钻孔电视检测手段探测裂缝的展布情况和采取的处理措施。     

软岩三维粘弹塑性参数辨识研究

以某水电站地下厂房区软岩部位试验洞监测资料为基础,运用基于均匀设计一遗传算法一神经网络的人工智能反演分析方法,在考虑了仪器埋设滞后的位移损失的情况下,对岩体在宏观结构条件下的流变参数进行三维粘弹塑性位移反分析,得到了岩体的流变参数并进行了位移预测.与监测成果进行了对比分析.结果表明:预测围岩流变位移、速率与监测结果比较接近,规律性较好,说明辨识效果较好.     

断层力学与几何参数对岩质边坡稳定性的影响

采用FLAC^3D强度折减法并对比slide极限平衡法,分别研究断层破碎带岩土体的泊松比、抗拉强度、内聚力和内摩擦角等力学参数及断层的断距、厚度、倾角、相对临空面的距离等几何参数对岩质边坡破坏模式和稳定性的影响。结果表明:边坡的稳定性随内聚力的增大而增大,且基本不受泊松比和抗拉强度的影响,2种方法得出的内摩擦角对边坡的稳定性影响规律有所不同;断层的几何参数对边坡的破坏模式和稳定性有较大的影响,并且影响程度大于其力学参数的影响。     

裂隙参数对岩体水流-传热温度影响的数值模拟分析

在岩体多场耦合中,裂隙岩体的温度场一直是国内外学者研究的热点问题。基于裂隙岩体概念模型,应用3DEC程序计算不同裂隙参数下岩体的温度场、裂隙出水口水温的变化特征。结果表明:裂隙相同进水温度对岩体温度场影响微弱,进水温度高的裂隙主导岩体温度场,裂隙进水温度对模型达到稳态所需要的时间影响较小;裂隙水流速度越大和开度越大,则岩体相同高度处温度越高;端裂隙水流速度的减小和开度的减小延长了模型达到稳态所需要的时间;由于两条端裂隙的边际效应,使其参数对岩体温度场起主导作用;裂隙水温、流速、开度对岩体温度场影响的大小排序为水温流速开度。