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相似文献
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1.
裂隙性粘土力学效应的数值模拟研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过对粘土体中普遍发育的三种裂隙模式(平行斜列式、水平波状式和羽斜列式)在荷载下其复合应力、位移场的数值模拟研究,对不同组合模式的裂隙力学效应进行了讨论。  相似文献   

2.
采用TTI介质中二维三分量一阶交错网格应力-速度弹性波方程,模拟胀缩源、垂直集中力源、剪切源在垂直裂缝介质中的井间地震波场,分析了不同方位角情况下波场的传播特征,并讨论了横波分裂时的能量分配情况。结果表明:地震波从各向同性介质进入各向异性介质时会观测到快慢横波;在一定方位角的情况下,垂直裂缝介质中会得到快慢横波,这为进一步分析横波分裂特征和地震实际数据提供了依据。  相似文献   

3.
大体积混凝土温度裂缝扩展过程模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘杏红  周创兵  常晓林  周伟 《岩土力学》2010,31(8):2666-2670
大体积混凝土的温度裂缝是关系到水电工程中混凝土大坝安全的重要问题,它贯穿混凝土坝的施工期直至运行期。重点探讨了应用无网格法求解大体积混凝土温度裂缝扩展过程的模拟方法。无网格法采用节点来离散求解域,特别适用于裂缝开裂过程的模拟。结合混凝土热传导问题推导了伽辽金无网格方法控制方程和基本算法步骤,编制了混凝土温度场计算和温度裂缝扩展过程模拟的无网格法程序,通过具体的算例验证了所编制的伽辽金无网格程序的正确性。数值算例的计算结果表明,无网格法能够有效地模拟混凝土块在温度应力作用下的开裂发展过程,计算结果符合大体积混凝土块在均匀温降和基础强约束条件下的裂缝分布规律。  相似文献   

4.
单个粘土体裂缝中水流规律的研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
葛中华  范炳恒 《地质学报》1993,67(2):159-167
通过模型实验,研究粘土体裂缝中的水流规律,提出了临界水位上升速度的概念。水位上升速度大于临界值时,裂缝中水流量增加,反之则减少。裂缝水流量与水位不呈正比关系。指出粘土裂缝中最大水流量要比相同条件下基岩裂缝水流量小30—40倍。随着水流运动的延续,水流量将逐渐变小。在水流作用下,粘土裂缝宽度将变窄3.0—4.0cm,裂缝深度也大幅度变浅到裂缝水深的50%以上。  相似文献   

5.
砂砾岩水力压裂裂缝扩展规律的数值模拟分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
李连崇  李根  孟庆民  王昊  王振 《岩土力学》2013,34(5):1501-1507
砂砾岩储层一般具有岩性和渗透性变化大、孔隙度低、连通性差、孔隙结构复杂和非均匀性严重等特点,因此,在水力压裂过程中,裂缝扩展形态难以控制,大规模改造难度大。针对国内某典型砂砾岩油藏特征,采用数值计算方法对砂砾岩压裂裂缝的扩展规律进行了研究,包括地应力场、砾石含量和粒径等对裂缝扩展形态及压裂压力的影响。研究表明,砾石的存在增加了压裂裂纹扩展的复杂性,裂纹主要有止裂、偏转、穿透和吸附4种表现模式,但主应力差严格控制着裂纹的走向,随着主应力差的增大,裂纹由总体绕砾扩展转变为总体穿砾扩展,失稳压力随着主应力差的增大而明显减小;砾石含量的多少体现了砂砾岩试样宏观的非均匀性,含量越高均匀性越差,随着砾石含量的提高,裂纹与砾石的相互作用占据主导地位,失稳压力随砾石含量的增加而增大;当砾石体积含量一定时,砾石粒径对压裂压力的影响主要取决于砾石排列的随机性,失稳压力随砾石粒径的增大而略有增大。  相似文献   

6.
7.
地球物理勘探作业中,裂缝地层是一种重要的潜在储层介质,因为其结构的复杂性和成因的特征性,裂缝介质的探测难度一直较大.为了对裂缝介质进行识别及研究,通过地球物理中子测井方法对其进行勘探研究是十分必要的.笔者应用分散多角度裂缝理论,模拟孔—裂缝介质中的含水地层,通过变化裂缝参数研究对应的中子测井数据.研究结果发现,中—低角度的裂缝介质中,热中子密度极大值比近似水平角度裂缝介质中的密度极大值大,并且其对裂缝环境参数的敏感度也明显大于其他角度裂缝介质中的热中子密度敏感度;在高角度裂缝介质中,热中子密度图分布平滑,说明高角度裂缝介质对热中子吸收作用较小;在热中子密度分布平面图中,因水中含氢量较大,热中子扩散范围小.通过分析水层中的热中子密度分布情况、密度分布极大值以及时间谱最大值,发现水层中的中子对中等角度和低角度的裂缝介质更加灵敏,且容易被慢化和吸收.这些研究结果可以为野外裂缝性介质的地球物理勘测工作提供理论指导建议.  相似文献   

8.
王璜  王贵玲  岳高凡  甘浩男 《地质学报》2020,94(7):2124-2130
水力压裂技术是成功实现干热岩资源开发利用的重要手段之一,数值模拟技术能够精准预测水力裂缝扩展。针对典型花岗岩,借助黏性单元法,分别模拟了致密花岗岩和天然裂缝存在情况下的水力裂缝扩展特征,得出以下结论:致密花岗岩的水力裂缝形态单一,天然裂缝的存在增加了压裂后裂缝的复杂性;致密花岗岩水力裂缝拓展主要分为憋压和拓展两个交替往复的阶段,当存在天然裂隙时,水力压裂过程会变得复杂;天然裂缝存在时,水力裂缝的缝长和缝宽分别为致密花岗岩的5.7倍和1.7倍;缝网的形成需要借助复杂的压裂工艺实现。研究结果可以为增强型地热系统(EGS)储层水力刺激工作提供理论支持。  相似文献   

9.
为了探索高渗透性洋壳中高温热液循环系统的形成机制,以数值模拟为手段研究热液循环中的矿物沉淀过程及其对洋壳渗透率的反馈.在热液对流-矿物反应模型中考虑了硬石膏、黄铁矿和黄铜矿的沉淀和溶解反应,基于矿物的溶度积计算矿物的沉淀/溶解量,并将其转换为渗透率的变化.结果显示,黄铁矿和黄铜矿分布于350~380°C等温线范围内,并...  相似文献   

10.
岩体裂隙扩展过程的数值模拟   总被引:8,自引:1,他引:7  
本文根据断裂力学理论及节理岩体的等效连续模型,探讨了岩体裂隙扩展过程的数值模拟方法,文末算例说明了方法的有效性。  相似文献   

11.
Clays generally crack upon drying and the cracks gradually close up because of expansion of the clays induced by rainfall infiltration. Based on the concept of air drainage ratio, we introduce an improved simplified consolidation theory for unsaturated soils and apply it to solve the crack formation problem. We present initial conditions, special consideration, and finite-element (FEM) formulations for simulation of cracks under axisymmetric conditions. Similar to finding solutions for sand-well consolidation problems, a prism of clays surrounded by polygonal distributed cracks is simplified as a cylinder. Numerical simulations using the FEM formulations are performed on the processes of crack occurrence, propagation, and closure during drying and wetting. To investigate the influence of air drainage ratio distribution, three different schemes are adopted for computation. It is found that the behaviour of cracks in clays during drying and wetting can be well represented using the approach proposed in the paper. The simplified consolidation theory used in the paper for unsaturated soils is more suitable for crack analysis than the general consolidation theory currently applied.  相似文献   

12.
干湿循环作用下膨胀土裂隙演化规律试验研究   总被引:26,自引:1,他引:26  
张家俊  龚壁卫  胡波  周小文  王军 《岩土力学》2011,32(9):2729-2734
对南阳膨胀土在反复干湿循环作用下的裂隙演化规律进行了室内试验研究。试验中采用烘干法模拟脱湿过程,采用抽气饱和法模拟饱和过程。在脱湿过程中,定时对土样进行称重、定点拍照,以记录裂隙发育状况。利用矢量图技术对裂隙照片进行矢量化处理,以提取裂隙的各种几何要素,继而进行裂隙度计算。裂隙度变化规律分析结果表明,影响裂隙张开程度的关键因素并非土体含水率,而是含水率梯度,而脱湿速率的空间分布、土块渗透特性以及土块尺寸大小则是决定含水率梯度大小的关键因素;膨胀土裂隙在干湿循环的作用下会逐步发育,主要体现在裂隙总面积与总长度的增加,但此作用有限,裂隙的发育达到一定程度以后便会因为土块尺寸过小而停止;反复干湿循环会使土体产生范性变形,该范性变形与完整土块的胀缩特性并无直接联系,其主要成因是裂隙的发育与土体完整性的破坏,裂隙越发育,土体范性变形量越大  相似文献   

13.
膨胀土干湿循环胀缩裂隙演化的CT试验研究   总被引:33,自引:7,他引:33  
对南阳重塑膨胀土在干湿循环过程中裂隙的演化进行了CT试验研究,试样的CT图像显示了原有裂隙开展,新裂隙产生,裂缝数量增加并连通,最后形成裂隙网络的过程。定义了基于CT数据的裂隙损伤变量,分析了裂隙损伤变量随累计干缩体变的变化规律。  相似文献   

14.
干湿循环作用下红黏土收缩特征研究   总被引:4,自引:1,他引:4  
以贵州某高速公路沿线红黏土为研究对象,开展了干湿循环作用后红黏土的收缩特性试验研究,探讨了干湿循环次数和初始含水率对红黏土收缩性状的影响.试验结果表明:同一循环次数内,各试样的环向收缩率在6~8 h时达到稳定,而轴向线缩率则需更长的稳定时间;随着初始含水率增加,各试样的初始轴向线缩率减小,而初始环向收缩率增加;28%含水率试样具有相近的最终轴向变形和环向变形量,而34%含水率的试样环向变形量高于轴向变形量;初始含水率变化不大,但体缩率的变化率却明显不同,说明干湿循环过程使得土体内部结构变得不稳定,但颗粒间相互作用的本质未发生明显变化;干湿循环作用对重塑红黏土最优含水率位置的基本无影响,这说明其未能改变黏土集聚体内对结合水的最大吸附能力.通过压汞试验得到了不同干湿循环作用后试样的孔隙分布情况,随着干湿循环次数的增加小孔径尺寸和分布密度改变较小,而大孔径尺寸减小,分布密度也在减小.干湿循环作用对聚集体内孔径的影响大于对微聚体内孔隙影响,与所测得的宏观收缩规律相吻合.  相似文献   

15.
裂土裂隙演化过程试验研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
马佳  陈善雄  余飞  冯美果 《岩土力学》2007,28(10):2203-2208
裂土的裂隙是影响其工程性质的重要因素。为研究土体裂隙在外界环境变化条件下的演化过程,设计了一套精确控制湿度的试验装置,再现了裂土在脱湿情况下裂隙产生、传播、扩展的过程。对试验结果进行了理论分析,总结了试验中裂土裂隙出现、传播、扩展的规律。研究结果有助于加深对土体裂隙变化物理过程的认识,为处理工程问题提供思路。  相似文献   

16.
多次干湿循环后土-水特征曲线的模拟   总被引:3,自引:0,他引:3  
张俊然  许强  孙德安 《岩土力学》2014,35(3):689-695
目前对于土体的干湿循环过程中变形、强度变化规律研究较多,而对经过多次干湿循环后土-水特征曲线的试验研究较少。由于吸力平衡需要时间太长,对干湿循环过程中土-水特征曲线的研究也多限于单次的干湿循环试验。但考虑到实际岩土工程中气候条件的多变性和自然环境的复杂性,一般土体均要经历多次干湿循环,因此,对多次干湿循环后的土-水特性曲线研究显得非常重要。结合已有的试验数据总结脱湿曲线与吸湿曲线随着干湿循环次数的变化规律,通过引入一个与干湿循环次数有关的函数,提出能预测多次干湿循环后土-水特征曲线的方法。本方法仅需土-水特征曲线的首次干湿循环脱湿与吸湿曲线和塑性指数,就可以预测多次干湿循环后的土-水特征曲线。  相似文献   

17.
土建筑遗址干湿耐久性研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
选择新疆交河故城原状生土试样和重塑土试样进行了干湿循环试验,之后进行了风洞试验和强度试验,研究土建筑的干湿耐久性。试验结果表明,在试样原始含水率比较低的情况下,试样首先经历了一个质量增大的过程,3个干湿循环后,试样的质量变化进入一个相对稳定的范围。随着增湿与脱湿过程中伴随的水分质量的变化,试样质量的整体趋势是减小的。随干湿循环次数增大,原状试样的强度减小,风蚀量增大,即耐久性持续变差。相反,随干湿循环次数增大,重塑样的强度反而增大,风蚀量减小,即耐久性有所提高。重塑样由于重塑过程中其微观结构受到破坏,强度弱化。干湿循环在某种意义上对重塑土起到“陈化作用”,愈合损伤的微结构。初期重塑土强度随干湿循环次数的增加逐渐增强,而后强度逐渐衰减抗风蚀能力减弱。  相似文献   

18.
ABSTRACT

Granular pile-anchor (GPA) technique is an innovative tension-resistant foundation technique which can effectively ward off the dual swell–shrink problem posed by expansive clays. The other tension-resistant foundation techniques are drilled piers, belled piers and under-reamed piles. Laboratory scale model studies and field scale experiments on GPAs revealed that swelling of expansive clay beds could be effectively controlled by GPA technique. This paper presents results obtained from laboratory scale model studies on GPA-reinforced expansive clay beds subjected to alternate cycles of wetting and drying. Swelling and shrinkage of the clay beds were monitored for three wetting–drying cycles (N) spanning a time period of 300 days. The clay beds were reinforced with varying number of GPAs (n = 0, 1, 2 and 3). Swelling (mm) and shrinkage (mm) of the clay beds in a given wetting–drying cycle decreased with increasing number of GPAs. Further, swelling (mm) and shrinkage (mm) significantly decreased with increasing number of wetting–drying cycles (N) also. For a given number of GPAs (n), swelling and shrinkage decreased with increase in depth from the top of the clay bed too.  相似文献   

19.
Black cotton soil (BCS) deposits, stabilized with waste materials-wood-ash and organic matter (leaves, grass, etc.) exist in BCS areas of North Karnataka, India. These ash-modified soils (AMS) are apparently stabilized by hydrated lime produced by biochemical, dissolution, and hydration reactions. The influence of cyclic wetting and drying on the swelling behaviour of wood-ash-modified BCS and laboratory lime-treated BCS specimens are examined in this study. Such a study is required to assess the long-term behaviour of chemically stabilized soils in geotechnical applications. Cyclic wetting and drying caused the AMS specimens to become more porous and less saturated. Consequently, the cyclically wetted and dried (or desiccated) AMS specimens collapsed significantly at the experimental flooding pressures. The beneficial effects of lime-stabilization of the BCS specimens were also partially lost in cyclically wetting and drying them. The clay contents of the lime-treated BCS specimens increased on cyclic wetting and drying. The increased clay contents in turn, affected their Atterberg limits and swell–shrink potentials. Partial loss of inter-particle cementation, increased porosity, and reduced degree of saturation, also imparted small to moderate collapse potentials to the desiccated lime-treated BCS specimens.  相似文献   

20.
Mudstone experience periodic swell and shrink behavior due to alternate wetting and drying cycles at arid and semi-arid regions with distinctive seasonal changes. This paper examines the influence of cyclic wetting and drying on swelling strain and swelling pressure to simulate the behavior of such rocks under heavy structures (such as building foundations) and behind the stiff support systems (such as concrete linings). Mudstone samples from Bakhtiari formation of Masjed-Soleiman region in south west of Iran were chosen to perform the laboratory tests. The swelling strain under different dead pressures and also swelling pressure under oedometeric condition were measured over time. The maximum swelling strain and pressure increased with each cycle but it had a bound. Increasing the number of wetting and drying cycles reduces the time required to reach ultimate swelling of mudstone. This is a very important conclusion which helps to determine ultimate swelling behavior in a faster way as opposed to performing standard swelling tests for very long periods. The laboratory’s results are also in good correspondence with field measurements.  相似文献   

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