基于固结试验的膨胀土地基变形预测方法

由广西膨胀土的固结试验,确定了广西膨胀土的体积变形指标。对依托工程膨胀土进行了现场静力触探试验,根据比贯入阻力随深度的变化曲线特征,确定了膨胀土活动区深度。给出了膨胀土裂隙开展深度的理论解,膨胀土裂隙开展深度的计算值与静力触探试验确定的膨胀土活动区深度和现场观测的裂隙开展深度基本一致。最后介绍了基于固结试验基础上的膨胀土地基变形计算方法,并在试验基础上给出了膨胀土地基变形的计算结果。以膨胀土地基变形量作为膨胀土地基的分类指标,对膨胀土地基进行了分类。分类结果对膨胀土基础选型具有重要意义。     

挖掘系数法在苏里格气田马五碳酸盐岩储层流体识别中的应用

马五_4~1碳酸盐岩储层是苏里格气田勘探开发的目的层位之一,储层类型多样、孔隙结构复杂造成岩电参数变化大,且地层水矿化度分布范围广,基于电阻率的流体判识方法难以有效识别高电阻率水层与低电阻气率层。利用挖掘系数法基于中子孔隙度测井岩石体积模型得到挖掘系数与含气饱和度的关系。天然气和地层水的含氢指数差别较大,挖掘系数与含气饱和度正相关;相较电法测井,挖掘系数受到的影响因素较少;对含气饱和度较低的储层,挖掘系数受喉道半径控制,判识误差大。实际资料的处理解释结果证明,该方法能够准确判识碳酸盐岩储层的流体性质。     

考虑中间主应力的横观各向同性深埋圆隧弹塑性解

平面应变条件下的深埋圆形交通隧道问题一般忽略中间主应力影响,但塑性区围岩的变形与实际情况会产生较大差异。岩土与地下工程中多遇到层状岩体,常将其处理为横观各向同性固体材料。充分考虑中间主应力对深埋圆形隧道的影响,基于平面应变假设得出了与横观各向同性材料相适应的Drucker-Prager准则并将其与Mohr-Coulomb准则精确匹配,在此基础上推导了考虑剪胀特性的横观各向同性理想弹塑性材料在塑性阶段的中间主应力表达式;根据所得的中间主应力表达式,推导出横观各向同性深埋圆形隧道围岩塑性区应力位移解析式;结合实际算例,分析了横观各向同性参数与围岩剪胀角对横观各向同性深埋圆形公路隧道围岩塑性区位移的影响规律。为深埋圆形交通隧道的计算和设计提供更为合理的理论基础。     

考虑中主应力和剪胀的深埋圆形隧道黏弹塑性蠕变解

深埋圆形隧道的开挖支护是与时间相关的复杂力学过程。为了描述这一过程,假设隧道围岩为Burgers体与Drucker-Prager准则组合的黏弹塑性模型。隧道开挖支护完成瞬时围岩表现为弹塑性,此时考虑中主应力的影响,推导出原岩应力和支护反力共同作用下的应力场;随后,假设此应力场保持不变,隧道围岩表现出随时间变化的蠕变性能,进一步推导出深埋圆形隧道考虑剪胀性能的围岩蠕变位移解析式;结合实际算例,分析围岩剪胀角与支护反力对深埋圆形隧道围岩蠕变位移的影响规律。结果表明,剪胀角的变化会对隧道围岩蠕变位移产生较大影响,而支护反力并不能完全控制高地应力作用下的深埋隧道围岩位移随时间的持续增加。     

致密碳酸盐岩储层矿物组分计算模型建立——以鄂尔多斯盆地东部马五X亚段储层为例

鄂尔多斯盆地东部马五X亚段碳酸盐岩储层主要发育岩溶残丘型气藏,方解石、泥质等填充程度较高,岩性致密,储层基质孔隙度和渗透率低。为了实现利用常规测井资料较为精确地计算各类矿物组分的体积含量,从而为储层岩性识别、储层划分及其有效性评价提供依据,开展了PE法、复杂矿物组分分析法(包括CNL–DEN图版法和CNL–AC图版法)及组合参数回归模型3种方法建立矿物组分含量计算模型及计算精度分析对比。结果表明,基于复杂矿物组分分析法的CNL–DEN图版法精度最高,对马五X亚段储层矿物组分计算具有较好的适用性,该方法可为后期储层识别、划分及有效性评价提供准确依据。     

一种天然胶结土粘聚力的微观本质

利用人工合成的针铁矿胶结高岭土的微观胶结机理和模型,计算了天然针铁矿胶结的贵州红粘土的粘聚力的理论值,其结果与用传统的土力学的方法实测的数据完全一致,提示了该天然胶结土粘聚力的微观本质。     

膨胀土水力特性试验研究

利用当阳膨胀土进行了饱和渗透试验,土水特征曲线试验和扩散度试验,并结体积含水量进行了换算,对SWCC进行了拟合,由此可计算非饱和膨胀土的水力传导度。     

陈垃圾土的工程力学特性试验研究

垃圾在填埋场中填埋一定的年限后(大于5 a),其中大部分发生了物理、化学及生物变化及反应,易降解部分已经完成,此时的垃圾即为陈垃圾。陈垃圾土的成分复杂,结构松散,压缩性较大,与一般的地基土的工程力学性质存在着差异,在垃圾填埋场上新建建筑物,需对陈垃圾土的工程力学特性进行试验研究。通过在金口垃圾填埋场上进行了现场的原位静载试验,以及一系列室内试验后,得出了陈垃圾土的工程力学性能,为工程的设计提供依据,并提出相应的建议。     

基于颗粒流模型的颗粒材料宏-细观力学研究

基于颗粒流模型对各向同性和落雨法两种不同初始状态的颗粒材料细观参数和应力进行研究,建立了细观组构、接触力、主应力比之间的表达式。通过数值离散元程序模拟了上述两种不同初始状态钢珠的室内三轴试验。结果表明:两者应力应变曲线基本一致;各向同性试样组构初始为均匀分布的球体,落雨法试样初始组构略呈椭球体,随着加载两种试样内颗粒配位数先增加后减小,水平面内和竖直面内组构减少且面内主轴发生偏转,试样破坏后的组构张量表现为花生状椭球体;法向接触力张量表现出与组构变化相似的规律,宏观上接触力的影响数值上大于组构张量,试样破坏后法向接触力张量空间分布呈现出更明显的两端和水平面内凹陷的花生状椭球体,且面内主轴有偏转。由莫尔库仑准则得出颗粒材料内摩擦角与组构、接触力细观参数表达式,并进行了验证,因此,可通过细观参数得出颗粒材料宏观内摩擦角。     

膨胀土标准吸湿含水率试验研究

在特定恒湿恒温条件下对两种土样进行吸湿含水率试验。一种是商用高岭土和美国怀俄明州班脱土(以蒙脱土为主)，按班脱土含量分别为100％，50％，30％，20％，10％和0％的比例混合而成的土样，该混合土样可模拟不同膨胀等级的膨胀土；另一种采用中国广西3个盆地的膨胀土样。由试验结果可以看出，膨胀土的吸湿和脱湿平衡含水率有较大差别，但脱湿平衡含水率物理意义明确且稳定。将准吸湿含水率定义为60％脱湿法测定的平衡吸湿含水率。土壤最大吸湿含水率与膨胀土的蒙脱石含量、液限、塑性指数和自由膨胀率之间线性相关，能反映膨胀土的基本属性，因此是膨胀土鉴别和分类的重要信息。采用所提出的试验方法，设备简单，方法易行。对天然含水率的膨胀土试样进行试验，72h基本达到稳定，可以满足工程要求。