基于双重介质渗流-应力耦合模型的高压压水试验渗透参数反演

高压压水试验过程中岩体易发生水力劈裂产生裂隙,岩体内部孔隙、裂隙双重导水,渗流场和应力场相互作用,导致岩体渗透参数的时空变异性。基于高压压水试验反演渗透参数需考虑双重介质渗流-应力耦合作用下产生裂隙前后渗透系数的变化规律,利用渗流-应力耦合数值模型结合工程现场高压压水试验数据进行参数反演,计算得到不同压力阶段下灰岩岩体渗透率。主要结论如下:发生水力劈裂前,随着注液压力的增大,渗透率及孔隙水压力在不同压力阶段之间分界明显,渗透率反演值与规程公式计算值相近;发生水力劈裂后,岩体渗透率增大约2倍,孔隙介质渗透率和通过的流量出现陡减现象。

基于压水试验和放水恢复试验的帷幕注浆效果综合评价

帷幕注浆效果评价是烧变岩水害治理工程的重要环节之一。以神南矿区柠条塔煤矿S1232工作面烧变岩水害帷幕注浆工程为背景,分别采用检查孔取心验证、注浆前后压水试验、抽水试验以及井下放水试验恢复试验对治理工程的效果进行综合评价。结果表明:通过取心发现在风化基岩段均见到水泥浆液充填薄层,J5孔在烧变岩烘烤岩层中发现浆液填充。注浆后续孔的渗透系数在1.8×10^(-5)~5.9×10^(-5)cm/s,5个检查孔中的渗透系数为2.2×10^(-5)~3.7×10^(-5)cm/s,注浆后的抽水孔渗透系数在2.7×10^(-5)~4.3×10^(-5)cm/s,均属于弱透水。对比注浆前的渗透系数,注浆后的所有钻孔压水试验获得的地层渗透系数均减少了一个数量级。根据抽水实验结果,注浆前后的渗透系数为190×10^(-6)cm/s和(1.04~2.2)×10^(-6)cm/s,单位涌水量分别为0.045 9L/(s·m)和0.014 1~0.023 1L/(s·m)。注浆后帷幕区域渗透系数远小于注浆前,相差两个数量级,单位涌水量数值也减小了一半。根据注浆前后放水恢复实验结果,注浆后井下关水水位恢复均较注浆前快。F26孔初始水压0.8MPa,注浆前后分别在关水后4h和5.55h后水压恢复至0.6MPa;地面长观孔的水位变化也呈现相同的趋势。以上所有指标均反映了帷幕注浆工程对火烧区改造明显,和南侧烧变岩含水层的水力联系明显降低,帷幕注浆效果明显。研究成果将为类似条件的烧变岩水害治理工程效果评价提供参考。

基于三维裂隙网络模拟和单孔压水试验的裂隙张开度确定方法

岩体裂隙的等效水力张开度(水力学等效隙宽)是岩体的关键力学几何参数之一。目前常采用交叉孔试验等大型试验方法获取野外深部岩体裂隙的张开度,但该方法很少在一个工程中多次使用,且难以分析裂隙张开度在空间上的变化。以三峡大坝右岸地下电站硐室围岩为例,提出了一种联合利用常规单孔压水试验数据和三维裂隙网络模拟,反演确定裂隙等效水力张开度的新方法。利用实测裂隙编录资料取得的统计数据开展裂隙产状随机模拟,构建与压水试验钻孔连通的三维离散裂隙网络渗流模型,拟合单孔压水稳态流量和压力的关系,反演不同深度岩体的裂隙等效水力张开度。结果表明,研究区岩体裂隙的等效水力张开度一般为0.07~0.30 mm,符合对数正态分布的统计特征,多数钻孔反演的裂隙等效水力张开度随埋深呈指数形式衰减,少数钻孔呈现出裂隙等效水力张开度随机性强、随埋深变化不明显的特征。相较传统方法,本方法反演结果显著不同,有待进一步验证。

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。

航空发动机吞水试验技术研究

飞机在雨天飞行时,航空发动机会吞入空气中的雨水。当航空发动机吸入大量的雨水时,可能引起机匣与叶片之间摩擦损坏,也可能造成航空发动机喘振或熄火,严重威胁飞机的飞行安全。基于此,介绍了航空发动机吸入雨水后对稳定性可能造成的影响,航空发动机吞水试验对试验用水、水滴直径、吞水量、液态水分布和试车过程的要求以及航空发动机吞水试验完成指标。同时,介绍了吞水试验设备的主要组成,包括喷水设备、液压站、测控系统以及储水设备,并介绍了各组成部分的功用。

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。

基于淠河总干渠混凝土渡槽充水试验的变形监测

渡槽充水试验是保证正常通水前的试通水,要求对结构的安全性、稳定性及充水效果等进行全面的检查,同时对设计理念进行初步验证,目的是确保渡槽运行安全。论文以淠河总干渠混凝土渡槽充水试验为例,对渡槽的挠度变形和沉降观测方法进行了初步探索,并根据项目实际情况,提出了针对性的适用变形监测方案,同时进行了误差和精度分析。结果表明,此方案克服了各种不利条件的限制,同时,满足渡槽充水试验监测的精度要求。

航空发动机整机吞水试验方案设计与验证

吞入液态水是航空发动机不可避免的一种工作场景,因此发动机需要确保在该种场景下能够安全可靠工作。航空发动机在设计定型前均会开展吞水试验,文章阐述了目前较为常用的两种吞水试验标准以及吞水试验前需要重点开展的工作,同时,以某型航空发动机吞水试验为研究对象,提出一种整机吞水试验方案,并对吞水试验结果进行分析,对于其它发动机开展吞水试验具有一定借鉴意义。

轻便式气囊隔离随钻压水试验器的研制与应用

水利水电工程勘察中,经常要进行钻孔压水试验。为提高压水试验效率,研发了一种可配合绳索取心钻具使用的轻便式气囊隔离随钻压水试验器。试验过程中,在不全部提钻的情况下,从绳索取心钻杆内快速下入试验器,通过使用橡胶气囊及气水分流的手段进行钻孔压水试验。本文对其工作原理、结构组成和关键技术进行了详细介绍,并在云南某水电工程项目上进行了现场试验。结果表明,采用该试验器结构简单,可靠性高,制造成本低,试验过程中可显著降低劳动强度、提高生产效率,且可根据实际需要制作成Ø75 mm、Ø91 mm等多种规格,与绳索取心钻进做压水试验配套使用,从而解决绳索取心技术在水利水电行业的推广难题。

“螺旋桨敞水试验”课程教学模式的探索与实践

“螺旋桨敞水试验”课程是船舶与海洋工程专业重要的课程内容之一,是系统掌握船舶推进知识链中的关键一环,其课程涵盖的螺旋桨基础理论、相似定律、敞水性能曲线、螺旋桨图谱等等知识对于如今船舶螺旋桨领域行业的设计、制造以及优化具有一定的参考意义。本文针对目前教学中存在的问题进行分析与反思,并对课程内容、教学方法、学习方式等进行一定的探索与实践,为提高我国船舶与海洋工程领域人才培养的需求及专业的发展提供借鉴和参考。

粘性土层井孔抽水试验的参数识别

粘性土层属于弱透水层,其水流、溶质运移和地球化学过程对于水文地质条件和环境变化具有重要意义。通过抽水试验来获取粘性土原位水力学参数是对粘性土水文地质问题进行研究的必要手段,但由于其渗透性很小,不能采用和常规含水层一样的方法求参。粘性土中的单孔抽水试验与一般含水层中的微水试验具有较大的相似性,因此可以借用微水试验的计算公式求参。本文以珠江三角洲淤泥质粘土井孔抽水试验为例,采用微水试验分析中的影响半径法和精确解法两种方法进行参数识别,获得了粘性土渗透系数和贮水率的参考值。

溪洛渡水电站坝基岩体钻孔常规压水与高压压水试验成果比较

为了确定岩体在不同压力作用下渗透特性的变化规律,溪洛渡水电站坝基岩体专门作了钻孔常规压水与高压压水的对比试验,通过对试验成果的比较,获得了从常规压水到高压压水过程中岩体透水率Lu值和P-Q曲线的变化规律。

高压旋喷桩防渗墙钻孔注水和压水试验检测对比研究

为保证土石围堰的渗流稳定性和减少渗水量,需要在堰体内施工防渗墙。高压旋喷桩由于施工速度快、成本低而在围堰防渗结构中广泛应用。采用钻孔压水和钻孔注水试验对高压旋喷桩防渗性进行检测,分析钻孔压水、钻孔常水头注水和钻孔降水头注水试验检测高压旋喷桩防渗墙渗透系数的试验原理和计算方法。在现场检测中选取若干根整体性较好的高压旋喷桩,在同一钻孔取芯孔内分别进行压水、常水头注水和降水头注水试验。通过对3种试验方法的渗透系数结果对比分析发现,在桩体通长整体性较好的情况下,三者得到的渗透系数比较接近,分段压水试验得出的渗透系数比通长注水试验的结果稍大,但没有量级上的差异。在桩体某段存在缺陷漏水点的情况下,分段压水试验能够发现桩体漏水点,通长注水试验可能难以准确发现桩体漏水部位,当取芯发现桩体不均匀时要避免采用通长注水试验。

淠河总干渠钢渡槽充水试验研究

为检验淠河总干渠钢渡槽的结构安全性与施工质量,同时为后期通水安全运行及工程验收提供技术支撑,对渡槽进行充水试验。试验首先合理确定最大充水水深,然后分级充水加载和卸载,实时监测钢渡槽主要截面应力应变、结构动力特性变化,观察渗漏情况,分析支座和伸缩缝工作状况,对钢渡槽的整体质量进行检验与评价。充水试验结果表明淠河总干渠钢渡槽结构、伸缩缝、支座等性能均满足设计要求,试验方案及成果分析评价方法可为同类工程建设提供参考。

大跨度三向预应力水工渡槽充水试验及成果分析

向家坝灌区北总干渠一期一步工程位于四川西南部和云南东北部的中低山区,是四川水利建设史上仅次于“都江堰灌区”的特大型水利工程,也是四川省“再造一个都江堰灌区”水资源战略配置的重要骨干工程,全长108.25 km,途径自贡、内江、泸州、宜宾等4市7区县;木桥沟渡槽属于施工技术较为复杂、超危大控制性工程之一,结构安全、外观质量和渗漏尤为关键,工程完工后,开展渡槽通水试验,检测渡槽承载力、应力、变形、线形、伸缩缝防渗等指标是否满足设计要求,并为向家坝灌区北总干渠一期一步工程顺利充水提供技术保障,也对后续水利工程大跨度预应力水工渡槽施工提供参考。

水利项目碾压混凝土坝钻孔取芯压水试验分析

碾压混凝土坝作为现代大坝建设的一种重要形式,其结构的稳定与耐久性直接影响大坝的安全与服役寿命。本文对某水利工程碾压混凝土坝进行了钻孔取样及压水试验,对坝体内部质量及渗透性进行了评价。试验结果表明,坝体内部混凝土密实度总体上是高的,但各部位、各深度有差异,渗透系数随坝体压力的增大而减小。研究表明,在施工过程中,进一步提高混凝土的压实度,对于提高大坝的抗渗能力是十分必要的。

一种新型钻孔压水试验压力控制设备设计与应用

为了探究煤矿开采对某拟建水库库区渗漏性的影响,通过现场钻孔压水试验测定岩体的透水性,以评价岩体的渗透特性。考虑到现场所用的供水设备为三缸往复式BW-250型泥浆泵,虽出水流量稳定性好,但其压力不易精确控制。为解决这一难题,组装一套开关阀门与安全阀串联的压力控制设备,以解决供水设备的压力问题,并在管路出口位置加装压力表和电子计量设备——电磁流量计,以准确计量累计流量和瞬时流量,压力表可对整个设备的压力加以验证,以防安全阀损坏或失效。试验结果表明,设备在使用过程中实现压力的平稳调整;岩体的透水性受煤矿采动影响较大,且随着距离的不断降低,透水率迅速升高,平均升高约5.82倍。

大型灌区工程木桥沟渡槽充水试验技术及评价

向家坝灌区一期一步工程是四川省“再造一个都江堰灌区”水资源战略配置的重要骨干工程。木桥沟渡槽施工技术较为复杂,危险性较大,结构安全、外观质量和渗漏尤为关键。工程完工后,开展渡槽充水试验,监测不同水位下槽体应力变化及结构变形等指标,通过分析监测数据是否满足设计要求,为评价渡槽的工程实体质量及安全性提供技术参数。

钻孔压水试验预测井筒涌水量的研究与实践

基于煤矿凿井施工前需注浆减小井筒涌水量,为准确检验顾桥矿副井注浆堵水效果,利用压水试验和抽水试验2种方法求得该井筒岩层的渗透系数,并采用承压转无压完整井大井法公式分别计算了井筒注浆后的剩余涌水量。试验结果表明:压水试验预测井筒涌水量3.690 m3/h,抽水试验预测涌水量4.660 m3/h。井筒实际开凿涌水量为3.708 m3/h,经比较,压水试验预测涌水量与井筒开凿后实际涌水量相差0.018 m3,比抽水试验结果更为接近实际涌水量。因此,采用压水试验对含水层井筒涌水量进行预测是实用可靠的,且工艺简单,施工工期短、费用低。

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。