大跨度地下洞室群围岩多尺度块体稳定性预测方法

组成地下洞室的围岩存在不同尺度结构面所切割形成的不同尺度、不同形态结构体。这些结构体是导致施工期围岩失稳的主要因素,而且在洞室开挖前无法确定其具体位置,给围岩加固设计带来了困难。由勘探平洞地质调查获得的结构面资料,依据不同尺度结构面的成因、规模,预测其在开挖面上的出露位置十分重要。从结构面成因角度考虑,运用几何-力学耦合模拟方法,建立大跨度地下洞室围岩岩体结构模型。依据断层机制,运用力学成因拟合规模较大的断层、破碎带、层面,而基于现场结构面调查统计的结果,应用随机模拟方法并结合结构面连通率特征拟合随机结构面。采用正交试验及块体理论,确定由结构面组合形成块体的几何形态,搜索多尺度块体的分布,确定特定块体、半特定块体与随机块体的分布。进一步采用极限平衡理论,分析可能发生破坏的块体,得出洞室开挖面上需要加固的块体。最后,开发了基于几何-力学成因的多尺度结构面组合稳定性分析程序UNDGD2.0。以某在建抽水蓄能电站工程为例,搜索洞室不同开挖面上的块体组合类型与规模,分析由结构面组合构成局部块体的稳定性,为地下洞室开挖方案的确定及设计优化提供理论依据,开挖结果表明本文研究成果是合理的。     

某大型地下泵房围岩块体组合模式分析

大型地下洞室在施工过程中,围岩稳定问题是最主要的工程地质问题之一,以裂隙硬质岩体为主的洞室工程,围岩稳定问题中以块体稳定问题最为典型,块体组合模式更是此类问题分析的关键所在。本文选取滇中引水工程石鼓水源地下泵房为研究题材,主要通过地表测绘及钻孔揭露结构面发育特征等,结合关键块体理论及立体几何学基本理论,从块体空间几何构成结合变形破坏方式,初步归纳出地下泵房部位块体模式主要有:(1)滑塌失稳;(2)坍顶、掉块两种基本破坏模式,以及单滑面型楔体、双滑面型楔体、正锥型楔体、斜锥型楔体及单缓切面薄版型等5种典型的基本单体和组合块体模型。从宏观上对泵房区块体组合进行了初步预判,为围岩稳定综合评价奠定了基础,可为其它工程相类似的裂隙硬质岩体洞室块体组合分析提供参考意义。     

中国地下水电站洞室群工程特点分析

近年来,我国的水电能源开发得到了空前的发展,取得了世界瞩目的成就。总结、归纳已有工程的特点,对地下工程建设具有重要的指导和借鉴意义。在收集、整理大量的国内外地下水电站洞室群资料的基础上,根据多年来地下水电站厂房工程实践,分析了我国地下水电站洞室群工程的特点。研究得出:随着时代的进步和开挖技术的发展,地下洞室群的断面面积、高度、宽度和长度均呈指数式快速增长,规模之大,居世界第一。花岗岩、灰岩、砂岩约占洞室围岩总数的67%,总体上围岩介质强度高,工程地质条件好。随着水电能源开发向西推进,地下洞室埋深的加大,原始地应力值越来越大,高地应力的地下洞室超过50%,导致地下洞室群出现了超乎寻常的变形和破坏事件。除重力驱动型破坏之外,应力驱动型和复合型破坏模式日益增多。建议针对高烈度、高地应力、围岩条件较差的洞室,应考虑采用曲线体形而不是沿袭拱顶直边墙体形。      

地下水封洞库深部岩体结构面连通性研究

地下水封洞库工程是我国正在大力实施的战略石油储备重点工程,研究建库裂隙岩体的连通性是评价水封效果的关键。结合地下水封洞库工程的岩体特征,以钻孔电视成像技术为手段,通过分析影像中结构面位置、地质特征等,建立不同钻孔间结构面连通的条件,并分析了钻孔ZK11和ZK12,ZK12和ZK14的变质分异结构面的几何连通性;以洞库区钻孔地下水位的陡降与施工巷道开挖的相关关系,建立了巷道地下水排泄与钻孔水位下降的水力联系,分析了结构面的水力连通性;通过几何连通和水力连通的综合分析,确定了深部岩体结构面的连通性。研究结果表明,施工巷道开挖引起钻孔地下水位的显著下降,两者存在明显水力联系;变质分异结构面(J)在钻孔ZK12、ZK11和①号施工巷道0+379.424m处满足位置连通、结构面特征连通和水力连通,为连通性结构面;结构面(J′)在钻孔ZK12和ZK14处满足位置连通和结构面特征连通,不满足水力连通,为非连通性结构面。这对地下工程深部岩体结构面连通性的研究具有参考和借鉴价值。      

基于离散裂隙网络法和水流数值模拟技术的地下水封洞库水封性研究

水封性是保证地下水封洞库安全运营的关键，目前研究地下水封洞库水封性的主要难点在于裂隙岩体含水层强烈的非均质性和各向异性。以某地下水封洞库工程为背景，通过实测裂隙几何参数分析裂隙发育特征，建立了研究区离散裂隙网络模型。之后对研究区进行网格化划分计算了各单元体渗透系数张量，基于对裂隙渗流基本规律的理解和假设建立了研究区高精度的非均质各向异性渗流模型，并对研究区渗透性特征进行分析。通过建立非均质各向异性渗流模型对水幕系统水封性能进行了探讨并与传统均质各向同性渗流模型进行对比分析，利用该模型可以弥补传统均质各向同性渗流模型的不足，更加准确地评价由于裂隙岩体非均质各向异性造成的储品泄漏风险。      

施工期岩锚梁岩台破坏模式及稳定性分析

针对西南某大型水电站地下厂房岩锚梁岩台区节理发育的特点,并考虑辉绿岩脉等软弱带的影响因素,结合现场调查,
利用关键块体理论方法分析得出开挖过程中岩台主要破坏模式为滑动、滑移-拉裂、弯曲-拉裂以及辉绿岩脉松动溃散4种,其
中,上、下直墙的陡倾角结构面组合特征及辉绿岩脉的发育直接影响岩台的成型与稳定,开挖过程中针对各发育特征采取针对性
支护措施;为验证分析的可靠性,结合现场变形监测资料分析表明:岩台和岩锚梁混凝土结构之间总体黏合度较好,而岩台开挖破
坏段和辉绿岩脉发育区及影响带处的黏合度相对较差,需进一步加强变形监测,必要时采取相关补强措施。      

烟台水封能源洞库水幕钻孔布设方案优化

摘 要:地下水封能源洞库是目前我国石油战略储备基地的重要工程建筑。水幕巷道的水幕钻孔布置是保障和检验洞库本身水封气密性的关键工程措施,其对应的水幕效率试验则是水封能源洞库中核心水文地质试验。目前,水幕钻孔的布置及水幕效率试验主要参考国外公司的工程经验,操作流程为初始阶段等间距布置的多阶段线性工作过程,耗费时间较长。为进行优化,依托烟台某商业储备库工程项目,从子库区裂隙统计入手,利用数值模拟软件Fracman建立了研究区离散裂隙网络,并通过立方定律求其渗透系数张量;分析了渗透系数张量特征,对水幕效率试验中的低水幕效率岩体进行了预判,并与实际试验结果进行了对比,根据一致性较好的模拟结果提出了基于离散裂隙网络模型的初始阶段不等间距的水幕钻孔布设及水幕效率试验思路。      

岩石地下工程抗震研究获进展

正武汉岩土力学研究所崔臻等在岩石地下工程抗震研究中取得进展。他们采用位移非连续理论与时域递归方法,揭示地质结构面对地震波透反射特征的应力、频率、幅值依赖性,提出考虑高山峡谷地形局部场地效应的地震动输入机制;同时发现长大地质结构对洞室地震动力响应的控制作用,揭示洞室在地震作用下的破坏机理,提出一     

软硬互层顺层岩质边坡破坏试验

软硬互层结构的顺层岩质边坡破坏类型复杂、难于防治, 针对此类边坡地质灾害易发、多发的问题, 从坡面角度、岩层倾向及组合形式、节理分布等方面进行了研究。边坡物理模型试验是揭示边坡变形破坏机理的重要手段, 基于相似理论, 以重庆市万州区孙家滑坡为工程依托, 根据滑坡区地质勘探报告设计了室内边坡物理模型试验; 试验通过顶升模型箱模拟重力加载来探究顺层岩质边坡发生破坏时, 前缘坡角和软弱夹层倾角之间的关系; 结合有限元分析软件Plaxis 2D对物理模型进行了多组数值模拟试验, 以验证软硬互层顺层岩质边坡破坏机制。试验结果表明: 对于顺层岩质边坡, 当软弱夹层的倾角在22°左右, 前缘开挖坡角58°左右时, 顺层岩质边坡容易发生滑动, 滑动面为后缘节理面和软弱夹层的贯通面。因此, 顺层岩质边坡稳定性受层面和节理面密度的控制, 当边坡含多层软弱层面时, 易沿层面和后缘节理贯通面发生破坏, 随着软弱面层数增加, 边坡稳定系数逐渐降低。研究成果可以为公路开挖切坡导致的顺层岩质边坡失稳机理研究及其稳定性评价提供理论依据, 为顺层岩质边坡失稳的预测预报提供支撑。      

基于无人机倾斜摄影技术的崩塌隐患早期识别及影响区划分方法

高位危岩崩塌极具隐蔽性、突发性和灾难性,传统的接触式调查方法在安全性方面无法完全保障并且也难以彻底查清边坡上各危岩块体的空间分布及发育特征,因此如何安全快速准确地获取边坡面上关键地质信息,一直是崩塌地质灾害调查及评价研究中的难点之一,也是防灾减灾工作中极为重要的环节。以连云港市某矿区高陡岩质边坡为例,提出了一套基于无人机倾斜摄影技术的崩塌隐患早期识别及影响区划分方法体系,该方法体系通过倾斜摄影技术获取研究区高分辨率影像及构建三维高精度地质模型,在此基础上利用测线法提取并统计边坡优势结构面空间展布特征及相关参数,利用赤平投影法对矿区高边坡关键危岩块体失稳模式进行判别,在完成关键危岩块体稳定性评价并划分稳定等级的前提下使用Rocfall模拟最不利工况下崩落体失稳后的滚落运动特征,从而划分出不同级别的崩塌影响区,为最终的地质灾害防治提供依据。研究表明,无人机倾斜摄影技术在崩塌隐患早期识别、破坏模式分析、稳定性评价以及崩落体威胁范围划定等方面具有显著的可行性和优越性。所提出的基于无人机倾斜摄影技术的崩塌隐患早期识别及影响区划分方法体系具有重要的参考价值。      

地下石油储备库岩体力学参数研究

在工程施工巷道围岩基本特征分析和岩体质量级别确定的基础上,采用广义Hoek-Brown强度准则,估算了Ⅲ级岩体
的强度参数,并按Hoek(2006)的公式估算了变形参数;根据巷道的拱顶沉降和净空收敛变形监测,按正交试验设计原理进行了有
限元位移反演,获得了Ⅲ级岩体强度和变形参数。通过两者的对比发现:估算结果与反演结果基本一致,最终根据反演结果的岩
石材料常数mi值较准确,以及估算结果的岩体变形模量Em 值较准确的原则,确定了Ⅲ级岩体的强度参数和变形参数。      

碳酸盐岩稠油油藏热采驱油剂的性能评价

针对叙利亚低渗碳酸盐岩稠油油藏前期蒸汽吞吐中存在的注汽压力高、注汽效果差、原油黏度高、开采效率低等问题,采用石油磺酸盐、α烯烃磺酸盐、聚氧乙烯醚、希夫碱为原料复配了一种热采辅助驱油剂XLYO-1。室内测试结果表明,该驱油剂是一种优良的多功能驱油剂,在经过300℃高温处理之后,界面张力达到10-2 mN/m,在驱油剂质量分数较低情况下对叙利亚高含硫原油降黏率在90%以上,并体现出良好的润湿反转性能,将亲油储层转变为亲水储层。在室内蒸汽驱替实验中,该驱油剂降低了注汽压力,延缓了蒸汽突破时间,最终提高了驱替效率。      

冷冻贮藏对罗非鱼肌肉质构特性的影响

采用质构仪的TPA模式对冷冻贮藏罗非鱼肌肉的硬度、黏附性、弹性、咀嚼性、胶黏性、凝聚性和恢复性等进行测试。结果表明:在-18℃和-50℃的贮藏条件下,随着贮藏时间的增加,罗非鱼肌肉质构的硬度、弹性、咀嚼性、胶黏性、凝聚性、恢复性等6个参数均呈不同程度的下降趋势,黏附性则呈上升趋势;-50℃贮藏的罗非鱼肌肉的质构参数变化速率低于-18℃贮藏条件。说明罗非鱼在冷冻贮藏过程中口感特征在不断下降,贮藏温度越低,越有利于保持罗非鱼肌肉的质构特征。     

关系数据库存储空间数据模型与结构分析

空间数据的存储成为地理信息系统的核心问题。本文分析了ERSI的空间数据库引擎和MapInfo公司的SpatialWare,得出空间数据和属性数据在数据库体系下,统一存储管理是必然趋势。另对空间数据的几种存储模型进行了分析,指出全关系型的数据模型或面向对象的关系数据模型是最佳的存储方式。在此基础上。提出了一种将空间数据存入关系型数据库的数据模型,进而对基于SQL Server的全关系化空间数据结构进行了分析。     

Highlights of the Messel Oil Shale

The Messel oil shale, Germany, was deposited in a maar crater that formed 47 million years ago. Since 1975 the Senckenberg Research Institute in Frankfurt am Main, has conducted systematic scientific excavations of this oil shale with much success. Besides plants and insects, more than 130 species of well - preserved fossil vertebrates like reptiles, fishes, birds and mammals have been found and have made Messel worldfamous. Some examples of these vertebrates are presented.     

定量荧光录井技术在胜利油田油气勘探中的应用

为了更好的发现轻质油和有效的消除特殊钻井条件下钻井液中大量混入有机添加剂对荧光录井的影响,国内外录井界都在尝试一种新的录井方法———定量荧光录井技术。本文介绍了定量荧光录井技术产生的背景,检测原理和技术特点,重点介绍了定量荧光录井技术评价油水层的方法,通过近2年的试验性应用,定量荧光仪具有较高的检测灵敏度和较好的推广应用前景。     

Highlights of the Messel Oil Shale

The Messel oil shale, Germany, was deposited in a maar crater that formed 47 million years ago. Since 1975 the Senckenberg Research Institute in Frankfurt am Main, has conducted systematic scientific excavations of this oil shale with much success. Besides plants and insects, more than 130 species of well-preserved fossil vertebrates like reptiles, fishes, birds and mammals have been found and have made Messel world-famous. Some examples of these vertebrates are presented.     

Identifying and Evaluating of Oil Reservoir

The identification and evaluation of oil reservoir with logging data are one of most important ways in geologic logging services. For the last decades, with the further development of the oil & gas exploration, great advances have been achieved in techniques on the acquisition, processing and interpretative evaluation of logging data. How to identify fluid characteristics and evaluate the productivity in light oil reservoir (the crude density being between 0.74g/cm3 and 0.82g/cm3)has become one of the difficulties.With the establishment of the regional interpretation criterion of the study blocks, the optimized logging parameters that reflect the reservoir characteristics have been used to establish the chart for the interpretation of oil-water reservoir combining with well logging parameters. Then, to begin with geologic reserves of crude in single well, we establish evaluation criterion for productivity in oil reservoir with determining lower limit value of the reservoir and applying the relationship between chart parameters. The techniques are verified in production and get better effect.On the basis of the reservoir characteristics analysis of both basin A and B, We established the evaluation method of static productivity on light oil reservoir with getting quantitative evaluation parameters after quantitatively evaluating the date of core, pyrolysis chromatogram and gas chromatogram. It provides new technique 7 for new well interpretation and old well review, as well as evidence for project.design of well testing.