低渗透气藏老井侧钻水平井研究

磨溪气田雷一^1气藏属典型的非均质低渗透气藏。由于其渗透率低，孔隙结构复杂，开发效果不理想。尽管储层整体压裂改造技术能有效改造低渗透储层，提高气藏气井产能，但其有效作用时间短，产能增加幅度小。在综合分析研究磨溪气田雷一^1气藏储层物性和生产特征的基础上，利用气藏数值模拟技术，研究了利用老井侧钻水平井以强化开采低渗透气藏的开采方式，并确定了水平井最佳钻进方式、最佳方位以及水平井段的最佳长度，为提高低渗透气藏产能和最终采收率，高效开发低渗透气藏开辟了新的途径和方法，对指导我国资源丰富的低渗透气藏开发具有现实意义。     

岩体结构面基本摩擦角研究现状与展望

基本摩擦角的准确获取是客观评价岩体结构面抗剪强度的前提.基本摩擦角通常被视为易于获取的参数,但近年来大量研究结果表明,其测定结果往往随着试样本身性质、加工方式、测试方法等因素改变而发生较大变化.从结构面抗剪强度理论模型、力学机制、获取方法、研究趋势等方面对国内外有关基本摩擦角的研究成果进行归纳总结,结果表明:(1)基本...     

结构面抗剪强度各向异性研究中试样获取方法有效性分析

结构面抗剪强度的各向异性特征对工程岩体的力学性质、变形特性和稳定性分析都具有重要意义。结构面试样获取方法对抗剪强度各向异性特征的研究具有重要影响。为了对比不同试样获取方法在结构面抗剪强度各向异性研究中的有效性,分别对直接截取的圆形、方形和旋转截取的方形试样进行抗剪强度各向异性特征的对比分析。选取1 m×1 m的天然板岩结构面作为研究对象,采用三维激光扫描法获取结构面三维形貌特征,截取研究位置处圆形、方形和旋转方形试样进行对比评价。研究表明：直接截取的方形试样沿不同剪切方向产生的剪切面积不同,选用圆形试样更能反映结构面抗剪强度的各向异性特征;旋转方形与圆形试样的抗剪强度统计误差小于直接截取的方形与圆形试样的统计误差值,且旋转方形与等面积圆试样的抗剪强度各向异性特征最接近,两者统计误差最小、相似度最大,大于0.9987,当圆形试样不具备实验条件时,可选用旋转截取的等面积方形试样进行结构面抗剪强度的各向异性研究。该研究可为选取结构面试样获取方法提供参考和借鉴,为准确开展抗剪强度各向异性研究提供依据。     

基于Barton-Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析

鉴于岩体结构面粗糙度和壁岩强度的影响使结构面抗剪强度呈现非线性特征,传统极限平衡分析法采用平均值来表征岩体物理力学指标使评价结论未能充分顾及到指标的离散性,提出了基于Barton- Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析方法。通过野外地质测量获得岩体结构面轮廓曲线及回弹值,经过处理计算后分别获得结构面粗糙度系数JRC,壁岩强度JCS、基本摩擦角[?]b等参数的多组样本数据,并验 证了各参数样本数据的概率分布。基于Barton-Bandis准则建立了柏杨庙矿山边坡的稳定性分析模型,采用Morgenstern-Price法计算出该边坡的多组稳定性系数,通过蒙特卡罗法对其进行统计分析,确定了边坡的破 坏概率,并与传统极限平衡分析法的计算结果进行了对比分析。研究表明：基于Barton-Bandis准则的边坡破坏概率分析方法在进行边坡稳定性分析时充分考虑了岩体结构面抗剪强度的非线性特征和抗剪强度参数的离 散性,是岩质边坡稳定性分析的有效方法。     

抗滑桩加固斜坡坡面位移场特征及演化模型试验研究

 通过大型滑坡物理模型试验,利用计算机辅助检测技术测量坡体表面的位移场,获得抗滑桩加固斜坡坡面位移场分布特征,统计斜坡失稳过程中坡面位移场的特征统计量–方差,根据位移场方差值D(X)的平稳变化和急剧变化对坡体失稳破坏过程进行描述;运用分形理论R/S分析法,确定滑坡位移场时序分形动力学参数–坡面位移场方差的Hurst指数,研究抗滑桩加固斜坡失稳过程中坡面位移场的演化规律。试验结果表明：坡面位移场特征统计量–方差可以用来表征斜坡宏观裂缝的发育、贯通,以及斜坡的失稳破坏;宏观裂缝形成前夕,坡面出现局部变形带,局部变形进一步集中,形成宏观地表裂缝,此统计特征量–方差出现突变,斜坡失稳破坏时,位移场方差出现激增;斜坡失稳过程中位移场时序分形动力学参数–坡面位移场方差的Hurst指数表现出“低值–回升–降维”的演化趋势,坡面位移场方差的Hurst指数随着斜坡由稳定向失稳的演化出现明显降维突变规律。     

考虑非平稳趋势向影响的结构面抗剪强度模型研究

结构面非平稳趋势向(结构面与剪切平面之间的夹角)的存在直接影响结构面试样抗剪强度评价的准确性。现有抗剪强度计算模型未考虑结构面非平稳趋势向的影响,不适用于趋势向非平稳的结构面抗剪强度计算。为此,在定量表征结构面趋势向α和β (α为结构面沿剪切方向的倾角,β为结构面沿垂直于剪切方向的偏转角)的基础上,以结构面最小二乘拟合平面为参考平面,将外部施加的法向、切向应力分解为参考平面的法向、切向应力,并据此建立考虑非平稳趋势向影响的结构面抗剪强度模型,采用数值解析法计算该模型的数值解,通过直剪试验对数值解的准确性进行验证。研究结果表明：结构面抗剪强度主要受趋势向α控制,而趋势向β对抗剪强度的影响比重小于1.5%,计算时可忽略不计;抗剪强度的改进值相对其原型值的误差上下限随法向应力的增大而增大、随结构面三维粗糙度JRC^3D的增大而增大;相较于未考虑趋势向影响的抗剪强度模型,改进模型计算得出的抗剪强度的准确率分别提高了24.45%,23.693%,25.37%,14.504%,所提出的结构面抗剪强度模型可有效评价含非平稳趋势向的结构面抗剪强度,为岩体结构面抗剪强度的估算奠定了理...     

基于Barton-Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析

鉴于岩体结构面粗糙度和壁岩强度的影响使结构面抗剪强度呈现非线性特征,传统极限平衡分析法采用平均值来表征岩体物理力学指标使评价结论未能充分顾及到指标的离散性,提出了基于Barton- Bandis非线性破坏准则的边坡破坏概率分析方法。通过野外地质测量获得岩体结构面轮廓曲线及回弹值,经过处理计算后分别获得结构面粗糙度系数JRC,壁岩强度JCS、基本摩擦角[?]b等参数的多组样本数据,并验 证了各参数样本数据的概率分布。基于Barton-Bandis准则建立了柏杨庙矿山边坡的稳定性分析模型,采用Morgenstern-Price法计算出该边坡的多组稳定性系数,通过蒙特卡罗法对其进行统计分析,确定了边坡的破 坏概率,并与传统极限平衡分析法的计算结果进行了对比分析。研究表明：基于Barton-Bandis准则的边坡破坏概率分析方法在进行边坡稳定性分析时充分考虑了岩体结构面抗剪强度的非线性特征和抗剪强度参数的离 散性,是岩质边坡稳定性分析的有效方法。     

大型露天矿山边坡岩体稳定性分级分析方法

基于大型露天矿山边坡的构成要素与规模大小,将其划分为总体边坡、组合台阶边坡、台阶边坡3个层次;根据结构面规模与各层次边坡规模的几何关系,将结构面划分为贯穿结构面、非贯穿结构面、小规模结构面3个层次。从岩体结构控制论角度,认为不同空间位置、不同规模结构面对不同层次边坡的岩体稳定性影响存在差异性,提出结构面空间位置与边坡部位相匹配、结构面规模与边坡规模相匹配开展大型露天矿山边坡岩体稳定性分级分析的新思路。重点介绍大型露天矿山边坡岩体工程稳定性分级分析方法,按照结构面空间位置与边坡部位的匹配性、结构面规模与边坡规模的匹配性,依次对露天矿山的总体边坡、组合台阶边坡、台阶边坡进行分层次的岩体稳定性分析,系统全面地找出控制边坡稳定的关键性结构面及其组合,实现露天矿山边坡岩体稳定性的精细分析。结合具体案例,分别从整体稳定性、局部稳定性两方面评价了露天矿山的总体边坡、组合台阶边坡、台阶边坡的稳定性。大型露天矿山边坡岩体工程稳定性分级分析为开展边坡岩体稳定性的精确计算创造了必要的条件。     

推移式滑坡模型试验推力加载方法的研究

滑坡物理模型试验过程中采用的加载方式常与所模拟的滑坡原型相关,为了准确模拟推移式滑坡的变形破坏过程,采取在模型坡体后缘施加推力的方式进行加载。为验证该方法的可行性,以简化的刚性滑块为例,将推力加载方法与模型试验中常用的倾斜模型加载方法进行对比分析。结果表明推力加载方法与倾斜模型加载方法相同,均可连续地改变安全系数。为研究整个坡体在后缘施加推力后其坡体内部的应力应变场与推移式滑坡的相似性,分别进行了数值模拟试验与滑坡物理模型试验。试验结果表明,滑坡体随着坡体后缘推力的增大,其剪切破坏逐渐由后缘向前缘发展,直至剪切面贯通发生滑动失稳,其变形破坏特征与推移式滑坡特征基本吻合,验证了后缘施加推力的方法模拟推移式滑坡变形破坏过程的可行性。     

基于改进Morgenstern-Price法的露天矿山边坡稳定性分析

为解决传统Morgenstern-Price法未考虑岩体抗剪强度参数离散性的问题,引入BartonBandis准则对Morgenstern-Price法进行改进,考虑了岩体结构面抗剪强度参数JRC,JCS,φ_r的离散性,充分呈现了岩体结构面特征参数的真实统计分布特征,并利用此方法对边坡稳定性进行了分析;而后结合改进的Rosenblueth法对边坡的破坏概率进行了计算。以凤田矿山为背景,利用改进的Morgenstern-Price法计算得到稳定性系数为1.013,说明凤田矿山处于欠稳定状态;其结合改进的Rosenblueth法得到边坡破坏概率为38.759%,说明凤田矿山处于中等危险状态。通过与其他方法的评价结果对比发现,改进的Morgenstern-Price法既能用于计算边坡稳定性系数,又能与改进的Rosenblueth法相结合计算边坡破坏概率,是一种方便、有效的边坡稳定性分析方法,可满足矿山边坡现场施工的要求。