基于微水试验求解高渗透性承压含水层水文地质参数

为了提高高渗透性承压含水层渗透系数与储水率等水文地质参数的反演精度,科学解释井筒水位的非线性振荡现象,本研究建立了考虑表皮效应和非达西流效应耦合惯性力作用的微水试验模型。模型中表皮效应采用Robbin边界条件描述,非达西流效应采用Forchheimer方程刻画,惯性力作用采用动量平衡方程表达。利用Laplace变换法推导模型的解析解,基于现场试验数据,分析3种因素对反演水文地质参数的影响。结果表明表皮效应、非达西流效应与惯性力作用对参数反演结果的影响均不能忽视。无因次表皮因子(Sw)值、Forchheimer系数(γ)值与瞬时注水后井筒水位与承压含水层隔水顶板之间的垂直距离(l) 3个值越大,井筒水位恢复速度越慢;Sw值越大,井筒水位振荡幅度越小,而γ值和l值越大,井筒水位振荡幅度越大。忽略表皮效应、非达西流效应或惯性力作用均导致渗透系数与储水率的反演结果偏小。研究结果为裂隙承压含水层中水文地质参数的反演提供了一种合理的理论基础和技术依据。

利用微水试验方法研究井-含水层水力参数及其与地震的对应关系

准确及时地获取井-含水层系统的水力参数,是当前地震地下水异常识别、异常核实分析面临的关键技术问题。文中基于山西地区8口地下流体观测井,利用微水试验方法估算了各井孔的观测含水层导水系数,对比分析了各井-含水层导水系数及其对井水位同震响应的影响,得到以下认识:1)导水系数大的井孔,同震响应多为震荡型;2)利用微水试验方法可动态获取井-含水层水力参数,捕捉含水层介质状态的细微变化,更准确地解释井水位动态变化;3)水位秒采样观测仪器的普及使用,使得利用微水试验方法测定地下流体含水层介质参数时更为方便实用。

基于微水试验的深圳市某场地含水层渗透系数估计方法

文章以深圳市某场地为案例,通过开展微水试验,运用Hvorslev模型估算了观测井所在含水层的渗透系数,并深入分析试验影响半径、井半径以及进水段长度等参数的敏感性。研究结果显示,当影响半径小于0.1 m或滤管长度小于1 m时,这两个参数对渗透系数的估计具有较高的敏感性;而井半径在各种情况下均对渗透系数的估计产生显著影响。

抽水试验与微水试验在确定水文地质参数中的对比分析

水文地质参数的获取是水文地质工作的一项重要内容。常规确定方法主要有抽水试验法,配线法。这些方法的共同缺点是试验周期长,设备数量多。本文在安徽淮北老濉河某场地同时开展抽水试验和微水试验(Slug test)。抽水试验井为承压完整井,稳定流单孔抽水,6个孔观测,采用Hantush-Jacob模型,绘制s-lgt曲线与标准曲线拟合求参。微水试验选择试验场地中4个钻孔,分别采用注水法和重物沉入法,共进行6次试验,通过观测水位恢复与时间的关系,利用Cooper模型与标准曲线拟合求参。试验结果表明,抽水试验涉及的范围大,试验值反映抽水影响范围内场地水平方向参数的平均值。而微水试验涉及范围小试验值反映钻孔内垂向上参数的平均值。对比分析两种试验结果,发现抽水试验K值是微水试验的1.5倍。皮肤效应是两种试验结果差异的主要原因,经计算,抽水试验皮肤系数为200.96cm2,说明试验场地因施工等原因使渗透性较原地层偏大。

多孔均质含水层中激发强度对微水试验结果的影响

微水试验是一种简便且相对快速测定水文地质参数的野外试验方法,已成为工程勘察中的一种重要手段。微水试验的激发方式多样,但在试验过程中的激发强度还无统一标准,国内外关于激发强度对试验结果的影响研究程度还较低。通过建立物理模型试验平台,模拟分析了不同激发方式下不同激发强度对多孔均质含水层试验结果的影响。试验分析结果表明,在多孔均质介质中,激发强度对试验的计算结果无明显的影响,但激发强度越大,试验的影响范围越大。在实际应用中,用较大的激发强度可以获取含水层相对较大范围的渗透性参数。

基于微水试验的北京大兴隐伏岩溶裂隙渗透系数求取方法

微水试验是进行岩土体渗透性测试的重要技术手段与方法。选取北京大兴隐伏奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层作为目标层,依据现场条件选择生产井,利用水位自动监测装置记录停泵水位恢复法,HSZK振荡试验法与注水试验法进行微水试验应用研究,发现获得的目标层渗透系数小于传统抽水试验结果。分析认为造成这种差异的原因在于不同试验方法的影响半径不同,而微水试验结果更能体现试验点岩土体的渗透性。此外,在裂隙与岩溶介质中运用微水试验要尽量减小、避免皮肤效应的影响,选择试验方法时要保证水位瞬时变化的实现,对于主裂隙,可以借助栓塞进行分段试验。

微水试验技术的应用研究

水文地质试验是工程地质勘察的重要组成部分,对工程设计及施工具有重要作用。常规的水文地质试验,包括稳定流试验和非稳定流试验的现场操作过程,均具有试验周期长,设备数量多,工作效率低等特点,而微水试验作为一种相对快速的水文地质试验方法,在一定程度上弥补了这些不足。本文通过对微水试验的理论基础、试验方法以及关键技术的分析,并结合铁道第三勘察设计院集团有限公司研制的"地层渗透系数快速测定系统",通过现场实践,进一步优化微水试验的应用效果,以期达到缩短水文试验周期,降低现场技术人员的工作强度和试验费用的目的。

微水试验研究进展

微水试验是一种快速测定水文地质参数的野外试验方法。与传统的钻孔压水试验和抽水试验相比,微水试验更经济、便捷,而且精度较高,可以满足实际工程中岩土体渗透参数野外测定的需要。回顾了微水试验理论模型60多年的研究历史及其在实际工程中的应用现状,认为微水试验在国内长期以来未能在实际勘察中取得广泛应用,除了数据处理繁琐和受仪器设备精度的制约外,最主要的原因是缺乏相关技术标准,同时对其可靠性和适用性存在不同认识。随着微水试验理论模型与试验设备的不断完善,以及相关试验规程规范的出台,微水试验方法将成为岩土体渗透性勘察中的普遍方法之一。

基于Kipp和CBP模型确定含水层渗透性的现场微水试验对比研究

结合泰州长江公路大桥南、北锚碇沉井排水下沉工程,在现场开展了传统的常规抽水试验和基于自主研发的岩土体渗透性参数现场快速测试系统的微水试验以确定场区含水层渗透性。通过计算结果的对比分析表明,抽水试验法和微水试验法计算结果基本一致,但由于微水试验法具有试验周期短、成本低、设备简单、分层测试、无污染的特点。因此,与其他技术如抽水试验、示踪试验和实验室渗透试验相比,微水试验法有其独特的优越性,而且其精度与准确度完全能够满足实际测定含水层渗透性的需要,在确定含水层渗透性方面具有良好的应用前景。

推估渗透系数垂向变化的多深度微水试验及其应用

含水层皆具有异质性,因而垂向上不同深度的渗透系数会有差异,为了准确的获得含水层不同深度的渗透系数,采用多深度微水试验实现按需分层推估渗透系数的目的。利用前人建立的微水试验分析模型,对实际测得的一组多深度微水试验数据进行分析,推估出试验区内井N01周边不同深度的渗透系数值,确定了渗透系数的垂向变化,并验证了其与地质钻探岩性资料基本一致。

双重孔隙介质微水试验模型在倾斜裂隙含水层中的应用

试验场地内现场调查发现固结致密砂岩层中存在一个倾角47°的倾斜裂隙含水层。为了研究倾角所产生的影响,通过建立倾斜裂隙微水试验的双重孔隙介质理论模型,利用理论和现场试验数据分析方法,讨论倾角对水文地质参数推估的影响。结果表明:低渗透条件下,倾角越大非振荡水位恢复速度越快;高渗透条件下,倾角越大振荡水位振幅越大。裂隙渗透系数越小,母岩贮水率越大,双重孔隙介质特征参数越大时,倾角上限越小,倾角影响越明显。根据该结论确定出模型适用于倾角大于30°的裂隙含水层。忽略倾角会导致裂隙渗透系数估值偏高,母岩贮水率估值偏低,双重孔隙介质特征参数估值偏低。

微水试验方法在天津地区求取渗透系数应用对比分析

为解决天津地区微水试验求参方法应用过程中计算参数可靠性分析问题,通过开展现场微水试验-抽水试验,以及参考室内土工试验结果,对其进行分析,研究结果表明:微水试验方法采用Hvorslev模型、Bouwer&Rice模型计算渗透系数,对天津地区含水层特性及现有成井工艺适用性相对较好,具有推广应用的可行性;采用Bouwer&Rice模型计算的渗透系数略低于抽水试验裘布依公式计算结果,采用Hvorslev模型计算的渗透系数略高于抽水试验裘布依公式计算结果,但抽水试验与微水试验两种方法获得的渗透系数相对偏差小于10%,可见天津地区微水试验在一定条件下可替代抽水试验快速求取渗透系数,具有一定可靠性。

基于Hvorslev模型的微水试验应用

对Hvorslev模型进行分析,介绍利用微水试验测定渗透系数的计算公式。实际工程对比试验结果表明,基于Hvorslev模型的微水试验结果与常规抽水(注水)试验结果接近,说明该方法能满足工程需求,可在工程勘察中推广应用。

微水试验技术在临河沉积区渗透特性研究中的应用

河流沉积区域地层岩性复杂,含水层呈现多岩性层状分布的特点,垂向上不同深度的渗透特性差异较大。通过在河流沉积区域场地开展的多组现场傍河微水试验,探讨了在复杂地层中进行微水试验的现场试验技术,并将计算得到的渗透系数与该区域抽水试验结果相对比,分析了微水试验技术在傍河复杂地层中的适用性。试验结果表明,微水试验在复杂地层渗透系数测试中具有较高的可信度,与常规抽水试验相比,抽水试验得到的渗透系数是微水试验测试结果的1.57~7.20倍左右,平均为3.14倍,远小于室内试验的偏差。开展微水试验时,对钻探、成井和洗井的质量要求较高。对于地层变化复杂的场地,测试含水层的平均渗透系数时,必须设置足够数量的试验井,以规避地层岩性变化引起的误差效应。

确定含水层渗透系数的微水试验法

本文介绍了确定承压与非承压含水层渗透系数的简便实用方法——微水试验法,本方法有较大推广价值。

基于物理模型试验的微水试验可靠性研究

微水试验是一种简便且相对快速测定水文地质参数的野外试验方法,但在国内实际勘察中的应用偏少,对试验结果的可靠性存在一定疑虑是主要原因之一。在总结已有微水试验应用效果的基础上,建立了微水试验模型平台,开展了不同类型的微水试验、抽水试验和注水试验,通过对比不同试验方法求参结果分析了微水试验的可靠性。试验和分析结果显示,不同激发方式下的微水试验结果一致性较好,在相同水文地质条件下,微水试验结果和传统的抽水试验、注水试验结果相比偏小,抽水试验、注水试验结果是微水试验结果的1.75倍、1.55倍,不同试验方法对含水层地下水的扰动强度不同,尺寸效应是造成试验结果差异的主要原因。

天津地区微水试验求取含水层渗透系数的应用

为解决抽水试验求取含水层渗透系数周期长、操作复杂的问题,以天津某场地潜水含水层和承压含水层的微水试验为例,采用Hvorslev模型、Cooper模型和Bouwer&Rice模型计算含水层渗透系数,并与抽水试验结果对比,Bouwer&Rice模型分析潜水含水层微水试验数据求得的渗透系数与抽水试验结果相比误差小,结果准确;Hvorslev模型分析承压含水层微水试验数据求得的渗透系数与抽水试验结果的相对误差远小于Cooper模型,Hvorslev模型计算结果更为准确。研究表明:相较于抽水试验,微水试验周期短、操作简便,是一种经济、快速确定含水层渗透系数的现场试验方法。

微水试验在核电厂水文地质调查中应用的可行性分析

微水试验是一种应用广泛的现场水文地质试验技术,可测定岩土体渗透性参数的空间变化。文章通过总结微水试验的发展情况,分析微水试验的特点和适用范围,认为微水试验具有快速高效、简单易行、成本低廉、影响半径小且对周边环境基本无影响等显著特点,所得渗透性参数能较为真实地反映岩土体的渗透性特征,可在核电厂水文地质调查工作中推广应用。

天津市宝坻区某地块水文地质调查抽水和微水试验结论探讨

本文分析了场地水文地质调查中监测井1个落程的定流量抽水试验,抽水稳定时间达到8h以上,并进行水文恢复观测;通过抽水试验的开展查明工作区目的含水层地下水及变化幅度;分别计算各含水层的渗透系数等水文系数;并根据单井涌水量,评价含水层的富水性。

在确定水文地质参数中抽水试验与微水试验的对比研究

本文笔者主要对确定水文地质参数中的抽水试验和微水试验的两种方式对比进行了分析和研究,希望为水文地质工作的开展提供一些有益的建议。