非饱和膨胀土的土-水特征曲线研究

在干旱和半干旱地区 ,土体中含水量的变化常会引发各种工程问题。研究表明 ,非饱和土的工程性质不仅取决于土的组成、结构和应力状态 ,还与土中的吸力密切相关。非饱和土的土 -水特征曲线表达了土体中含水量与吸力的关系 ,是非饱和土研究的重要内容之一。     

路基煤矸石填料土-水特征曲线试验研究

煤矸石作为煤层开采和洗选过程中产生的废弃料,常用于路基填筑。压实的路基煤矸石填料存在双孔隙群结构,其土-水特征曲线(SWCC)具有双台阶现象。而SWCC与土体非饱和渗透系数密切相关,对路基内部水分运移以及路基长期累积变形有重要影响。为了探究压实度、粉粒含量、最大颗粒粒径对双台阶SWCC的影响,对路基煤矸石填料进行了一系列压力板试验,并采用描述双台阶SWCC的Bi-V-G公式拟合实测SWCC,分析了模型参数变化规律。试验结果表明,粉粒含量为5%时,不同压实度试样SWCC均存在双台阶现象;粉粒含量为50%时,随着压实度增大,试样SWCC由双台阶形过渡为单台阶形,在0.90和0.95压实度之间存在一个界限值,双台阶现象消失;增大压实度、提高粉粒含量或减小最大颗粒粒径,均会使SWCC台阶高差减小。随着压实度增大或粉粒含量提高,模型参数a₁、a₂ (与进气值有关的参数)和n₁、n₂ (与排水程度有关的参数)值均逐渐减小,试样大、小孔隙部分均进气值增大,持水能力提高。     

基于级配方程的粗粒料压实特性试验研究

级配显著影响着堆石料的压实特性,定量表述级配对堆石料压实特性的影响至关重要。基于连续级配土的级配方程,设计了16组不同级配的试验粗粒料,进行了表面振动压实试验和侧限压缩试验,定量研究了级配对粗粒料压实特性的影响。研究表明:由表面振动压实(动应力)试验和侧限压缩(静应力)试验得到的干密度与级配曲线面积之间均呈二次函数关系,且干密度中的最大值对应的级配曲线面积均在0.9附近;无论是表面振动压实试验还是侧限压缩试验,堆石料都存在干密度最优(最大)的级配。依据试验成果,给出了所试验堆石料的最优级配区间(级配上、下包络线);同时,利用相似级配法论证了实际级配粗粒料的最优级配区间,并根据国内外多座土石坝粗粒料的设计级配验证了该最优级配区间的普遍适用性,为土石坝粗粒料的级配设计提供了理论依据。     

循环荷载下重塑弱膨胀土滞回曲线形态特征定量研究

以重塑弱膨胀土为研究对象,利用GDS动静态真三轴仪采用分级、单级加载方式对土体进行循环动荷载试验,研究不同围压、频率、固结应力比下土体滞回曲线演化规律。采用滞回曲线形态特征(包围的面积S、长轴斜率k、相邻滞回曲线中心间距d及不闭合程度ε_p)对土体滞回曲线进行定量描述。试验结果表明:膨胀土滞回曲线的S、d、ε_p随动应力幅值增大呈非线性增大,随围压、频率、固结应力比的增大而减小;k随动应力幅值的增大呈对数关系衰减,随围压、频率、固结应力比的增加而增大;单级循环荷载下膨胀土滞回曲线ε_p、d、S均随振次的增加呈非线性衰减,出现循环蠕变现象,分级加载历史对膨胀土滞回曲线的影响较小。     

考虑荷载位置偏移的空洞岩石地基极限承载力计算方法

荷载位置偏移量对下伏空洞岩石地基的极限承载力有较大影响。当荷载位置偏移量较小时,基于双对数螺旋曲线模型,采用极限分析上限法建立了下伏空洞岩石地基破坏体的功能方程,推导得到了荷载位置偏移下空洞岩石地基极限承载力计算表达式。当荷载位置偏移量较大时,空洞地基发展成为Prandtl破坏模式。并进一步分析了岩石地基厚度h、荷载位置偏移量e及内摩擦角φ对空洞岩石地基极限承载力的影响。最后进行了不同荷载位置偏移量和厚度下的空洞地基极限承载力模型试验研究,并与理论进行了对比验证分析。结果表明:当荷载位置偏移量e一定时,随着岩石地基厚度h的增加,空洞岩石地基极限承载力大致呈线性增长,并逐渐趋向于完整基岩承载力;当岩石地基厚度h一定时,随着荷载位置偏移量e的增大,岩石地基极限承载力呈非线性增长,增大到一定值时接近完整基岩承载力;当岩石地基厚度h和荷载位置偏移量e一定时,随着内摩擦角φ的增大,岩石地基极限承载力增长的幅度逐渐变大。     

岩浆岩地震波阻抗反演与厚度预测

岩浆岩的侵入对煤层有较大的破坏作用,严重影响煤矿的安全开采。高密度三维地震数据具有宽频带、宽方位和高密度采样的优势,包含着更丰富的构造和岩性信息,为岩浆岩的识别和预测奠定了基础。通过测井曲线综合对比分析,常规声波、密度等测井曲线对岩浆岩敏感性较差,无法识别和准确划分岩浆岩,电阻率和自然伽马等测井对岩浆岩反映敏感,可用于岩浆岩层位划分;以敏感曲线的层位划分结果为约束,对声波和密度曲线进行重构,获得对岩浆岩反映敏感的伪测井曲线,基于模型进行波阻抗反演,将地震信息转化为岩性信息,精细雕刻岩浆岩的空间展布规律,实现岩浆岩侵蚀范围和厚度预测。     

波形指示反演在灰质发育区薄互层浊积岩预测中的应用——以牛庄洼陷沙三中亚段为例

在高勘探程度阶段,牛庄洼陷沙三中亚段浊积岩油藏主要勘探对象是"个体小、薄互层、橫变快、含灰质"的复杂隐蔽储层。针对薄互层砂体地震难分辨、灰质泥岩背景下砂岩难识别两大难题,开展了岩性敏感曲线重构和波形指示反演相结合的砂体预测研究。结果表明:波形指示反演明显压制了灰质泥岩对砂体预测的干扰,利用波形横向变化代替传统变差函数进行高频成分模拟,提高了反演精度,5 m以上储层预测结果与实钻井吻合度为88.5%,2～5 m储层预测吻合度达到80.5%。反演砂体分布符合研究区沉积演化规律及油藏流体分布认识。利用反演结果指导牛庄洼陷滚动探井和开发井部署,在5个开发区共部署滚动探井和开发井20口,其中8口井完钻投产后获得工业油流,预计新建产能4×10⁴ t。     

微动勘查技术在地热勘探中的应用

随着能源改革进一步推进,地热能这种中深层清洁能源的勘探开发利用迫在眉睫,目前勘探开发利用重点在中深层位,且主要在城区,限制了常规地震、大地电磁等物探方法的使用,需引进新方法。本文通过微动勘查技术在某城区开展相关实验,对比以往高精度重力、大地电磁测深、地热孔等资料,验证了本次微动实验成果,解释推断的地层划分和构造位置与已知资料基本吻合,值得进一步研究和推广,对实现微动勘查技术在中深层地热能源快速勘探开发具有重要意义。     

改进的等效半空间法及瑞雷波频散曲线反演

层状模型的理论频散曲线表明,层状模型表面瑞雷波同一频率对应的相速度具有多值特点,这就是所谓的瑞雷波多阶性. 面波的多阶性导致了实测频散曲线的复杂性,当地层中存在软弱夹层时这一问题尤为突出,从而给实测频散曲线的解释带来了困难. 本文从工程实用的角度出发,根据等效半空间理论,提出了一种计算理论频散曲线的新算法——改进的等效半空间法,避开了面波多阶性这一复杂问题. 由此方法计算得到的面波相速度并不同于某个具体阶数的面波,而是对多阶面波的综合反映. 按照改进的等效半空间法编制了拟合反演程序,并在工程中进行了运用,取得较好的效果.     

IP找水与DDJ-1型仪器野外数据采集

用DDJ-1型多功能激电仪对IP法二次场的长延续时段采集,可提高观测数据质量和判断数据采集的可靠性,因而观测到了反映第二层为相对高极化率的三层"K"型极化率曲线.