考虑滑脱效应和温度场的煤层气渗流数值模拟

由于煤层气的解吸热效应,煤层气的运移过程是一个非等温过程。因此,温度场对煤层气渗流有着重要的影响。前人在研究煤层气渗流规律的研究中并没有同时考虑滑脱效应和温度场因素的影响,而在实际的深部开采中综合考虑滑脱效应和温度场的影响对研究深部煤层气运移规律有着重要的意义。因此本文建立了考虑滑脱效应及温度场的煤层气渗流数学模型,利用有限元数值方法研究了考虑滑脱效应和温度场耦合的煤层气运移规律;研究了考虑滑脱效应和温度场对压力场分布的影响;对考虑滑脱效应及温度场因素的煤层气产量进行了预测。得出了随着温度的升高煤储层的压力在降低,温度的升高对煤层气的产量有着负面的影响这一重要结论。     

绿片岩三轴流变力学特性的研究(Ⅰ):试验结果

为了解锦屏一级水电站坝基绿片岩的流变力学特性，采用岩石全自动流变伺服仪对绿片岩进行了三轴压缩流变试验。基于试验结果，研究了绿片岩在不同围压作用下的轴向应变以及侧向应变随时间的变化规律，讨论了流变特性对岩石应力一应变曲线的影响，探讨了不同应力水平下的轴向以及侧向流变速率变化趋势，分析了不同围压下流变的破裂机制，掌握了绿片岩三轴流变的基本规律，从而为该水电站工程流变数值分析时参数的辨识提供了可靠的依据。     

绿片岩三轴流变力学特性的研究(II):模型分析

首先,基于在岩石全自动流变伺服仪上得到的绿片岩三轴流变试验曲线,采用五元件线性粘弹性模型对表现为粘弹性流变特性的曲线进行了辨识,获得了绿片岩的粘弹性流变参数;然后,提出了一个新的非线性粘性元件,并将其与塑性体并联起来,得到一个新的非线性粘塑性体(NVPB),该体能充分反映岩石的加速流变特性:同时,将NVPB模型与五元件粘弹性模型串联起来,建立了一个新的岩石七元件非线性粘弹塑性流变模型。采用绿片岩加速流变全过程曲线,对提出的岩石七元件非线性粘弹塑性流变模型进行了辨识,得到了岩石七元件非线性粘弹塑性流变模型的材料参数。流变模型与试验结果的比较,显示了所建模型的正确性与合理性。     

绕坝渗流地下水位的时空分布模型研究

许多大坝的失事是由于高地下水位引起坝肩失稳所致。绕坝渗流是影响坝肩高地下水位的主要因素。为此通常将大坝基础防渗帷幕延伸到坝肩岸坡内一定距离,以减小绕坝渗流影响。而防渗帷幕运行性态随时间变化,为了评价坝肩防渗帷幕和地下水位的运行性态,首先分析了地下水位观测资料和水位、降水、温度、时效等时空影响因素及其表达式,随后基于岸坡地下水位观测资料,利用最小二乘法建立了大坝岸坡地下水位的时空分布模型。通过比较模型剩余标准差和测点的剩余标准差,可以确定坝肩地下水位的异常测点,分析岸坡防渗薄弱部位,掌握坝肩岸坡渗流场时空分布规律,监控绕坝渗流的性态。     

三峡深水高土石围堰工程的渗流研究

为了对三峡工程二期高土石围堰防渗设施的布置方案及其阻渗效果进行比较,采用有限元法对二期高土石围堰在不利的运行工况下的渗流场进行数值分析.比较了双排混凝土防渗墙方案、单排塑性混凝土低防渗墙加土工膜斜墙和单排厚塑性混凝土防渗墙等3种方案,分别采用恒定与非恒定模型计算,对立面二维和三维绕渗及防渗墙局部开裂等不利工况分别进行了数值模拟.结果表明:三方案均可有效抑制渗流场,双排混凝土防渗墙的防渗效果最好;墙体的局部开裂仅对局部区域的流场有影响.非恒定数值分析表明,堰体、基础不均匀沙石料及基坑抽水速度对渗流场影响极大,为保证堰体稳定,应限制基坑水位降落速度小于2 m/d.     

滑坡治理中格构锚固结构的解析解分析

在分析格构锚固结构受力的基础上 ,将格构梁简化为受集中力作用的弹性地基上的梁 ,提出了格构锚固结构的力学模型 ,利用 Winkler弹性地基上梁的解析解对格构梁进行了内力和变形的分析 ,发现格构梁的受力状况受弹性特征λ、梁格间距 ls以及悬臂长度影响 ;建议梁长 l与λ宜满足 lλ≥ 2π;采用较小间距的格构梁以及小吨位锚索 ,间距宜满足 lsλ<π/ 2 ,悬臂长度取 (0 .3～ 0 .5 ) ls,并将分析结论应用于三峡库区巴东太矶头东滑坡治理工程的设计中     

长江三峡工程奉节库岸边坡地下水渗流场模拟分析

长江三峡工程正常蓄水位为175m，在蓄水过程中随着库水位的抬升，必然会引起库岸边坡地下水渗流场的变化。运用3D－Modflow软件模拟了三峡工程的蓄水过程中奉节库段边坡岩土体内部地下水位的动态变化，为长江三峡工程奉节库区段移民迁建地质灾害预测与防治提供科学依据。     

三峡工程库区巴东县赵树岭滑坡稳定性与防治对策研究

赵树岭滑坡是三峡工程库区的重要滑坡，其稳定性直接关系到巴东新县城沿江大道的安全，并对新县城土地利用意义重大。在阐述赵树岭滑坡基本特征的基础上，运用水岩耦合三维有限元数值方法模拟了滑坡稳定性，预测了三峡水库蓄水后滑坡稳定性发展趋势和渗流特征。研究表明，水库蓄水及水位波动是影响滑坡稳定性的主要因素，三峡水库蓄水后，滑坡将发生局部失稳，必须加以治理，提出了滑坡防治的原则与对策。     

黄骅裂谷盆地第三系水循环和渗流场形成演化的重溯

在简述盆地地质环境和含水系统、水文地质期与水压系统类型定位的基础上，通过建立数学模型，采用反演、比拟和地静压力等方法，模拟计算了各研究层在各研究时期泥岩压出水水头值（m),Es^2层的依次为2－28，2－26，2－6，2－16，0．5－3．5；Es^1层的依次为2－42，2－26，2－6，10－54，1－14；Ed层的依次为2－22，2－54，2－12；Ng层的依次为10－24，1－5；Nm层的为12－24。各研究层在各研究时期的压挤式水交替强度均小于1，累加值Es^2,Es^1,Ed层的均大于1，Ng，Nm层的小于1；Ed层渗入水交替强度为0.44。各研究层在各研究时期渗流场的高水压带位置和流动态具有相似性，并均以离心型流动型为主要特征。     

离散裂隙渗流方法与裂隙化渗透介质建模

流体渗流模拟的连续介质方法通常适用于多孔地质体，并不一定适用于裂隙岩体，由于裂隙分布及其特征与孔隙差异较大。若流体渗流主要受裂隙的控制，对于一定尺寸的裂隙岩体，多孔介质假设则较难刻划裂隙岩体的渗流特征。离散裂隙渗流方法不但可直接用于模拟裂隙岩体非均质性和各向异性等渗流特征，而且可用其确定所研究的裂隙岩体典型单元体及其水力传导（渗透）张量大小。主要讨论了以下问题：（1）饱和裂隙介质中一般的离散流体渗流模拟；（2）裂隙岩体中的REV（典型单元体）及其水力传导（渗透）张量的确定；（3）利用离散裂隙网络流体渗流模型研究裂隙方向几何参数对水力传导系数和REV的影响；（4）在二维和三维离散裂隙流体渗流模型中对区域大裂隙和局部小裂隙的处理方法。调查结果显示离散裂隙流体渗流数学模型可用来评价不同尺度上的裂隙岩体的水力特征，以及裂隙方向对裂隙化岩体的水力特征有着不可忽视的影响。同时，局部小裂隙、区域大裂隙应当区别对待，以便据其所起的作用及水力特征，建立裂隙化岩体相应的流体渗流模型。