相似模拟试验在地下水运移及参数求解中的应用

地下水渗流问题研究方法中的相似模拟方法,由于相似条件的引入,使我们能够成比例的缩小渗流区尺寸,加速渗流演变速度,缩短漫长渗流过程的时间;另外,模型的制备简单,便于控制和测量,并能通过相似比例改变参数的数量级,提高测量精度,本次试验在第二松花江干流区的水资源问题研究中起到了很大作用,同时也证实了室内的相似模拟试验是地下水渗流问题研究中的一种方便、经济、有效的地方法。     

断层对顶板稳定性影响相似模拟试验研究

通过相似模拟试验方法分析了不同倾向高角度正断层, 在采动影响下顶板岩体变形破坏和矿压分布规律。结果表明, 在采动影响下断层“活化”,断层带及其影响范围内的岩体破碎, 表现为周期断裂步距小, 冒落带高, 尤其是断层下盘, 顶板稳定性差; 当工作面开采到离断层面22.5~ 30 m时, 直到断层位置的前方煤体中支承压力增大, 煤体被压碎, 且随着距断层面距离的缩小, 支承压力的峰值位置向工作面前方转移; 通过断层后, 顶板岩体中支承压力减小, 比无断层存在的情况要低。     

中国造山带动力学研究中的数值模拟应用与发展

数值模拟为造山带动力学研究提供了有效的量化工具,但即使研究人员根据造山带不同的动力问题进行针对性模拟,也很难对各种模型的优劣进行判断。文章在研究和分析国内外学者运用数值模拟研究中国造山带动力学成果的基础上,系统总结了造山带动力学数值模拟的方法及研究成果,并对未来的研究方向及趋势进行了展望。与国外造山带研究相比,中国复杂造山带的数值模拟研究仍存在不足,需要加强洋—陆俯冲模拟结果与实际地质情况的对比力度。运用多场耦合以及高精度模拟和高级求解方法相结合的数值模拟是造山带动力学模拟研究的趋势。      

金属矿山采空区群形成过程中围岩扰动规律研究

以石人沟铁矿为工程背景,选取典型矿段,采用相似材料模型试验和数值模拟计算相结合的方法,对该区域内采空区群形成过程中围岩的应力应变的演变规律进行研究。首先,利用相似材料试验,对采空区顶板的应力和位移以及矿柱的应力演变规律进行系统分析。然后,用数值模拟软件,对采空区群形成过程中开采对围岩的扰动范围进行系统研究。研究结果表明,在采空区群形成过程中,围岩应力-应变演变规律与采空区单独开采差异较大,每个采空区的围岩应力应变始终处于动态变化中,尤其是处于群区域中间部位的采空区,该处围岩的应力-应变状态也是最差的。群区域中,由开采对围岩造成的扰动较单独开采时急剧增大,且最终的影响范围并不是单独开采的简单相加,说明在区域内形成一种采空区的“群效应”,加剧采空区的危险程度。     

压实方式影响路基湿度场演变规律相似模拟试验研究

探究路基湿度场演变规律是解决路基工程水损害的基础问题之一,为研究路基湿度场受压实方式影响所产生的变化与分布问题,在相似准则推导的基础上构建了4种具备不同压实方式的室内路基相似物理试验模型。通过分析二维入渗方式的降雨试验结果,总结了不同压实方式影响下路床湿度场扰动区扩距、前扰动区湿度分布、湿度梯度和路堤湿度值变化的主要规律,并阐述其作用机制以及提出了相关工程建议。研究结果表明：路床湿度扰动区扩距随着路床压实度的增加呈线性递减;整个湿度扰动区可划分为前、后两个区域,前扰动区湿度分布基本呈线性速降状态,湿度梯度值随着路床压实度的增加呈线性提高;路床压实度对其下的路堤湿度影响效果显著,综合效应表现为路堤湿度随路床压实度增加呈线性递减;工程中严格控制上部路基压实效果对防止下部路基水毁病害有显著作用。     

一种位移传感器及其在工程岩体力学研究中的应用

文章介绍了一种用于岩体力学模拟试验中位移测量的传感器及其结构、力学原理和制造方法。理论上根据结构力学分析原理建立了传感器位移量与其本身应变的关系，并进行了率定和验证分析。在岩体力学模拟试验中，用此种位移传感器测量模型内部的变形，获得了满意的结果。     

计算机模拟引擎及其在铀成矿过程模拟中的应用研究

本文介绍了计算机模拟引擎的设计与开发 ,铀成矿过程模拟的实施步骤 ,并对其在伊犁盆地南缘的应用作了探讨。     

数值方法在钻进模拟试验中的应用

用不同规格的硬质合金取心钻头在同一种岩石中进行钻进模拟试验，通过对试验数据的整理，利用数值分析方法，建立在最优钻进规程下的钻头直径与机械钻速之间的相关方程。     

在线示踪试验在隧道建设前期勘察中的应用研究以重庆城开高速公路拟建旗杆山隧道为例

由于岩溶含水介质具有高度不均一性和复杂性,给隧道建设带来很多不确定因素。本文以城开高速公路城口拟建旗杆山隧道为例,利用在线示踪技术,获取高分辨率示踪数据,结合定量解译的方法,分析隧址区岩溶地下水潜在的流向及其流场情况。本次在钻孔内注入投放示踪剂,开展示踪工作,通过试验结果查清了投放示踪剂位置地下水与水文单元内几个大型暗河的水力联系,为划分地下水分水岭和计算隧址区岩溶管道流水力梯度提供了有力依据,该成果极大地提高了隧址区水文地质调查工作的精度。通过本例,表明在线示踪技术在我国西南岩溶区的地下含水介质研究及相关的勘察中具有较大的推广和应用价值。     

地球化学模拟及其在水文地质中的应用

从正向地球化学模拟、反向地球化学模拟和水文地球化学模拟三方面系统概述了地球化学模拟的研究进展；结合笔者近年来的科研实践，对其在水文地质中的应用作了介绍，并着重讨论了地下水化学组分存在形式、矿物饱和指数的计算、水化学组分测量及地下水地球化学演化等方面的应用；最后，指出了这一领域中当前存在的问题和今后的研究方向。     

开采性抽水试验在平凉太统山岩溶水水源地勘查中的应用

平凉太统山岩溶水地处两大构造带的复合部位,地质作用强烈,构造发育,水文地质条件复杂,资源评价难度很大,运用开采性抽水试验就成为最有效的地下水资源评价方法之一.该法用于平凉太统山岩溶水水源地的勘查,不但能确定可靠的地下水允许开采量,而且可为岩溶水水文地质特征的进一步认识提供重要依据.     

煤层底板破坏的断层效应模拟及其在防治水中的应用

梁北煤矿已发生5 次寒武系灰岩底板突水事故,造成重大经济损失。根据矿井的水文地质条件,建立了煤层开采的FLAC 数值模型,利用岩石力学及渗流力学理论,分别模拟了无断层和有断层条件下煤层底板采动破坏带的演化规律,重点讨论了断裂深度及断层空间位置对底板破坏深度的影响。结果表明,断层的存在可使底板采动破坏深度增加20%~33%,断层是突水重点防范区域,遇断层前10 m 直到过断层15 m 须加强防治水工作。根据模拟结果设计了梁北矿11041, 11151,11111 三个工作面底板的注浆加固工程,重点注浆层位分别为底板破坏范围和寒武系顶部裂隙发育带,注浆工程增强了底板的阻水能力,实现了工作面的安全回采。     

一维土壤水分运动模拟在土壤水分特征研究中的应用——以华北平原衡水实验站为例

受地形特征以及人类活动的影响,华北平原地下水浅埋区水循环主要以垂直方向上的入渗和蒸发为主,其中,非饱和带对降水和地下水之间的转化具有重要作用。本文选择衡水作为华北平原地下水浅埋区的典型代表点,利用HYDRUS-1D建立了一维数值模型,以平水年2005年夏季作为模拟期,通过计算降水入渗量、蒸散发量、土壤水储存量的变化及地下水补给量等,揭示了该实验点的土壤水分运动特征以及土壤水在降水和地下水转化之间的作用。结果表明降水后土壤水和地下水都得到补给,土壤水储量增加,但由于强烈的蒸发和蒸腾作用(分别占降水补给量的63%和12%),水分消耗较快,因此总的入渗补给量为25%,土壤总储量增加不大;此外,土壤水和地下水联系密切,土壤深层水分在饱和和非饱和状态之间频繁转换,其间没有明确的界面分割,由此说明土壤水在"三水转化"过程中的重要性。