岩土体渗透性参数现场快速测试系统应用

基于单井内水流运动的振荡原理,开发了用于岩土体渗透性参数现场快速测试系统.结合泰州长江公路大桥工程实例,在同一钻孔内分别进行微水试验和抽水试验,两种试验结果基本一致,计算所求得的参数值在同一数量级,表明该测试系统的可靠性和计算理论的准确性.     

压水试验定量评价单孔注浆效果影响因素分析

针对注浆堵水工程采取压水试验对单孔注浆效果进行定量评价过程中存在渗透性能数学计算模型及试验参数选定不同对评价结果的影响问题,在系统分析总结渗透性能数学计算模型及其适用条件的基础上,定量分析了不同计算公式计算岩体渗透系数的差异大小,提出了辐射井类定向近水平顺层及分支钻孔压水试验不宜套用传统的管井类钻孔压水试验数学计算模型计算岩体渗透系数。在分析选定不同压水试验参数对单孔注浆效果评价结果影响大小的基础上,从煤矿防治水和注浆堵水技术的角度,给出了高压压水试验对单孔注浆效果进行定量评价的参数选定标准和评价方法步骤。     

裂隙岩体高压压水试验研究

裂隙岩体渗透特性往往由于裂隙发育的随机性而难以准确描述,现场高压压水试验通过研究压力P-流量Q关系曲线来了解裂隙岩体宏观渗透特性.某抽水蓄能电站高压岔管部位岩体存在较大规模的断层及影响带,为配合工程处理设计,采用现场高压压水试验对断层(含影响带)、断层周围岩体的透水性及渗透变形特性进行评价,现场试验的结果表明裂隙的张开扩展是裂隙岩体渗透变形的主要形式,也是P-Q曲线类型非线性的主要原因.为对试验过程和成果进一步量化,采用等效连续介质模型和三维有限元数值模拟技术对试验进行模拟.对比分析成果可见,P-Q曲线基本吻合,采用现场试验与数值计算相结合的方法可以较好地对裂隙岩体的宏观渗透性进行分析评价.     

煤矿床含水层富水性定量评价方法研究

为克服传统的单孔单位涌水量法在评价煤矿床含水层富水性存在的不足,用抽(放)水试验非稳定流观测数据来定量评价含水层的富水性,利用含水层瓶颈效应发生机理和非稳定流原理来分析研究,通过单孔非稳定流法、多孔法、群孔抽水试验法等3种方法,研究了消除瓶颈效应影响下,地下水存在绕流时,导水系数、含水层贮水系数的求算方法。实例应用结果表明:不同距离观测孔在水头降速均为0.46 m/h时,导水系数为0.20 m~2/h是唯一值,在时滞为1.52 h时贮水系数为1.5×10~(-5),用非稳定流方法可消除瓶颈效应和绕流影响因素,且计算的含水层参数结果可靠,选择合理的现场勘探测试方法是准确评价计算含水层参数的前提。     

基于数字钻探的岩石c-φ参数测试方法

岩石黏聚力c和内摩擦角φ(以下简称c-φ参数)的准确测试是进行地下工程支护设计优化及信息化施工的基础。传统的岩石室内试验方法测试步骤繁琐,周期长、成本高,无法进行原位测定。数字钻探技术为现场准确测定岩石力学参数提供了新的途径,实现该技术的关键在于建立随钻参数与岩石c-φ参数间的定量关系。基于此,本文根据岩石切削破碎特征,建立了一种不预设破坏面的岩石切削力学模型,弥补了现有岩石切削力学模型将破坏面假设为平面,从而与岩石受切削时实际的破坏面特征存在差异的不足。基于滑移线理论推导了岩石极限切削力,得到了随钻参数DP(Drilling Parameters)与岩石c-φ参数关系式(DP-cφ关系式)。将利用自主研发的岩体数字钻探测试系统开展室内试验所得到的随钻参数与理论计算得到的结果进行对比分析,两者平均差异率为8.44%,验证了所建立的岩石切削力学模型和DP-cφ关系式的合理性和正确性。在此基础上,提出了岩石c-φ参数数字钻探测定方法,并通过室内试验进行了该方法与传统三轴试验方法测定结果的对比分析,结果表明:两种方法得到的岩石黏聚力和内摩擦角平均差异率均小于10%,证明了本文所提出的数字钻探测定方法的有效性和可行性。该方法实施方便、快捷,可实现现场工程岩体c-φ参数的原位测定。     

胜利露天矿内排土场现场原位试验研究

以胜利露天矿内排土场为工程背景,针对内排土场地下水情况不明以及排弃物渗透性参数不详等难题,设计了水文钻探、示踪连通试验以及分层压水试验等现场原位试验。试验结果表明,现场原位试验具有操作简便、数据客观等优点,对露天矿内排土场填土区域水文地质参数的获得十分必要。探明了胜利露天矿内排土场地下水流场分布情况,地下水主要从东帮向内排土场方向入渗且水位逐渐降低;南北水仓可能与内排土场中地下水存在一定的水力联系,投源孔ZK3和观测孔ZK7直线方向更接近于地下水主流方向。内排土场区域渗透系数差异较大,渗透系数在填土层深度方向上出现了明显分层现象,上层区域渗透性较大,下层区域渗透性较小。     

单井同位素示踪法测定水文地质参数在武汉长江隧道工程中的应用

水文地质参数是过江隧道设计与施工中的一项重要参数 ,文章从测试原理、测试方法、测试成果以及参数计算等方面 ,详细介绍了单井同位素示踪法在武汉长江隧道水文地质参数测定中的应用。该法能准确、快速地测定地下水的渗透流向、流速、垂向流速流向等参数 ,确定地下水的补、径、排关系。理想的测试结果表明 ,它是一种具有广阔应用前景的测试技术     

分层微水试验与数值模拟的正反演验证对比分析

该文根据中金数谷武汉大数据中心建设工程场地情况,布置了3口试验井进行瞬时注水式激发的分层微水试验,利用Kipp模型对试验数据进行处理,分层确定场区0～30m地层渗透系数,对比规范参考值,分析分层微水试验推估场地含水层渗透系数的可行性和准确性。利用有限元地下水模拟软件FEFLOW对试验结果进行正反演验证,模型正演获得的水位变化与试验水位变化基本一致,再对比分析试验计算值、规范参考值和数值模拟反演值,试验计算值、数值模拟反演值与规范参考值基本吻合,达到试验法、经验法和数值模拟三方面的相互论证的目的。     

采空区上覆岩层导水裂隙发育高度研究

基于毛家庄矿3煤层80203工作面地质赋存情况,通过理论分析计算采空区上覆岩层裂隙发育高度,并采用钻孔返水损失量的测试方法分析采空区上覆岩层实际裂隙情况。经理论分析与现场实测结果的对比发现:采用理论分析法中的标准公式较经验计算公式计算结果更好反应现场实测采空区覆岩裂隙发育情况,经验公式计算结果偏小于实际情况;钻孔返水损失量分析法可用于煤矿井下采空区冒落带高度测定及冒落带上方导水裂隙分布高度测定,是一种简单可靠的现场实测方法。     

板集矿井F_(34)断层导水性及可灌性评价

断层的渗透性或导水能力对井下巷道的施工速度和施工安全性有显著的影响。在巷道穿越已知的断层之前应尽可能地了解断层的渗透性以及断层获得地下水的补给能力。通过采用抽水和压水试验相结合的方法,从定性和定量两方面,对F34断层的渗透性与导水性进行分析与评价,并通过采用岩石透水率指标,对断层带内岩体的可灌性进行评价。分析计算表明,该断层具备一定的渗透性与导水能力,需要对其进行灌浆处理。     

西部典型侏罗系富煤区含水介质条件与水动力学特征

以位于吐哈盆地的大南湖矿区为例,结合该区侏罗系含煤地层渗透性好、富水性强、静储量大等典型特征,采用现场取样、压汞实验、扫描电镜等手段,系统研究了侏罗系西山窑组含水层的沉积环境、宏观地层结构、细观孔隙结构等含水介质特征;通过现场抽水试验及室内数据处理分析,研究了该含水层的循环条件及水动力特征。结果表明：研究区侏罗系含水层具有典型的隐伏古湖床沉积环境及高孔隙度、强渗透性、“孔隙-裂隙”双重含水介质共存的特殊水文地质结构特征;区域上,侏罗系含水层补给水源充沛,结合侏罗系含水层的双重介质特征,表现出具有明显滞后效应的水动力学特征,通过Boulton模型对水文地质参数进行校正,经现场试验,更符合该区地下水运动的实际规律。研究成果初步揭示了吐哈盆地富煤区由于地质沉积环境及岩性差异所导致的侏罗系含水介质结构及地下水动力场的特殊性。     

确定二维水动力弥散参数的正态模糊线性回归

用正态模糊数的线性回归模型分析一维流场、二维水动力弥散试验数据,确定地下水水动力弥散参数。以现有直线图解法为基础,建立了正态模糊线性回归模型。利用该模型能够计算出各弥散参数对应的正态模糊数,根据相应正态模糊数的隶属函数能够确定各弥散参数在不同置信水平下的取值区间。最后实例进行验证,结果表明,正态模糊线性回归模型的参数计算结果是可靠的,考虑了弥散试验和含水层系统自身存在的不确定性,利用模糊数更符合实际情况。     

钻孔变水头试验确定低渗透性土层水力参数的方法

低渗透性土层的水力参数对于基础工程建设、地下水资源评价等具有重要意义。该文以新干县某空旷场地为研究对象,进行钻孔变水头试验,对注水试验、竖管试验和双管试验确定低渗透性土层水力参数的方法进行比较,提出在水头下降一定范围内,运用配线法同时求出低渗透性土层的渗透系数和贮水率。计算结果表明,该研究地区的垂向渗透系数和贮水率分别为:K=7.64e-7m/s,μ=1.87e-3m~(-1),并用竖管试验加以验证,不同计算方法之间的误差仅为0.13%。该方法对于变水头试验条件下确定低渗透性土层的水力参数具有较好的适用性和推广意义。     

数字钻探随钻参数与岩石单轴抗压强度关系

针对常规的现场岩石单轴抗压强度测试方法周期长、成本高的问题,提出一种基于数字钻探测试岩石单轴抗压强度的方法。根据岩石钻进过程中的受力特点,基于能量分析法,推导了岩石单位切削能与随钻参数的关系式。同时,基于自主研发的多功能岩石钻探测试系统,开展了砂岩及不同强度砂浆试件等完整岩石的数字钻探试验,通过试验结果分析,建立了随钻参数与岩石单轴抗压强度的定量关系模型(DP-UCS模型),并对其进行了验证,结果表明:DP-UCS模型预测的单轴抗压强度与单轴压缩试验测定的单轴抗压强度的差异率平均值小于10%,证明了该模型的有效性。     

同位素示踪技术在煤田水文地质勘探中的应用

同位素示踪测试K2灰岩含水层水文地质特性是配合南下庄矿专门水文地质勘探试验的新技术,目的是测定地下水渗透流速、流向和孔内垂向流,代替单孔抽水试验计算水文地质参数,评价K2灰岩含水层的渗透性和富水性,为下组煤的开采提供依据。     

上海深层承压水抽水试验流固耦合三维数值模拟

上海深部含水层降水对地面沉降影响的研究较少,是水文地质领域具有挑战性的难题之一。上海某工程实施的第二承压含水层现场抽水试验结果,简略分析降深与沉降关系,并采用建立水土流固耦合三维计算数值模型,进行抽水试验的三维流固耦合反演分析及模拟计算,获取本场地承压含水层水文地质参数,据此建立的数值模型能够很好地反映实际地下水渗流场的变化规律。     

弥散参数计算方法分析

求解地下水水质数学模型及地下水污染的预测和防治,必须深入研究弥散—对流问题并确定弥散参数。该文主要对常见的一维水动力弥散参数(弥散系数、弥散度)计算方法进行了分析研究。根据室内实验资料和野外弥散试验,用图解法、配线法等多种方法进行计算,并进行对比和综合分析,指出其优、缺点,以利于实际应用,提高弥散参数计算的准确性和精度。笔者认为,利用同一距离或同一断面不同时刻的观测数据计算弥散参数通用性好,精度较高,便于应用。     

建筑场地相对隔水层中地下水压力分布的若干规律

地下水压力的大小在建筑物基础底板抗浮验算和地下室外墙承载力验算等工程计算中都是一个很重要的参数。根据一些建筑场地地下水压力现场监测的结果,并利用有限元模型进行计算分析和验证,总结出在一定的水文地质条件下,相对隔水的粘性土层中地下水压力分析的若干规律。由于类似的建筑场地很多,上述规律对类似工程中判定地下水压力分布状况有一定的指导作用,这种分析结果具有一定的实用性。     

高压压水试验施工工艺研究与应用

简述了高压压水试验方法及其在某抽水蓄能电站中的应用结果,并结合试验测试成果进行分析水头压力下岩体的透水率和渗透性,高压压水试验的成果与该孔水压致裂法地应力测试结果得到了相互验证.     

岩溶管道水研究的新进展

岩溶含水层水流用传统方法求解通常是困难的,自从引入系统理论后,取得了新进展,产生了离散态混合模型和全混模型(黑箱模型),这两个模型根据岩溶含水层中环境同位素氚含量计算出有价值的水文地质参数,诸如地下水平均年龄、补给率、有效孔隙率和储存量等,并特别适用于岩溶管道水流。