泥岩和砂岩的渗透率随围压变化特性的对比

通过试验,研究了围压升、降过程中泥岩和砂岩渗透率的变化特性。采用瞬态压力脉冲法测试泥岩的渗透率,采用定压法测试砂岩的渗透率。试验结果表明:围压加载过程中,泥岩和砂岩试样的渗透率均呈非线性减小,但泥岩的渗透率对有效围压的敏感程度远大于砂岩的;围压卸载过程中,泥岩和砂岩的渗透率发生不同程度的回升,但都不能恢复到原始值,砂岩渗透率的恢复程度大于泥岩的。

非饱和土坝稳态渗流场的差分求解

立足于非饱和土坝渗流问题的研究现状,本文采用饱和-非饱和渗流分析方法,把土坝饱和区和非饱和区进行统一计算,应用差分原理将二维渗流微分方程转化为代数方程组,并编制MATLAB计算程序求解此代数方程组,从而求解土坝稳态渗流场,所得结果与有关学者由饱和-非饱和有限元渗流分析求得结果比较吻合。

公路下穿既有线新建泡沫轻质土路涵过渡段动力响应特性分析

当公路下穿既有铁路线时需要在既有铁路路堤中新建一路涵过渡段,控制其差异沉降是公路与铁路线路交叉工程建设的关键技术难题之一。引入泡沫轻质土作为新建路涵过渡段的填料以更有效地控制其差异沉降,是公路与铁路线路交叉工程建设的一种新探索。为了研究在既有铁路路堤中新建泡沫轻质土路涵过渡段的动力特性,依托武汉市李纸路下穿既有铁路线而新建的路涵泡沫轻质土过渡段工程,开展了一系列的路涵泡沫轻质土过渡段现场行车动态测试。测试结果表明:在时速为60 km/h和行驶方向为土质路基至涵洞方向的行车作用下,泡沫轻质土过渡段区间内轨枕的最大振动位移、速度和加速度分别在0.59~2.04 mm,5.82~13.3 mm/s和0.43~3.03 m/s^(2)之间,轨枕最大振动位移和加速度由泡沫轻质土过渡段末端向涵洞方向均呈逐渐递减规律。各监测断面基床表层顶面和底面最大动应力分别在23.19~24.37 kPa范围和在19.52~20.73 kPa范围,泡沫轻质土过渡段底部最大动应力为0.55 kPa,最大动应力沿深度方向呈逐渐衰减规律,至基床表层底面衰减15%~20%,说明采用设计湿密度为700 kg/m^(3)的泡沫轻质土作为过渡段基床底层及以下区域的填料均能满足静动强度要求;在线路纵向上远离涵洞方向呈逐渐减小规律,衰减趋势较为平缓。综合反映采用泡沫轻质土填筑既有铁路新建的路涵过渡段实现了动力响应的平稳过渡。

岩石微焦CT扫描的三轴仪及其初步应用

为了观察和度量岩石空隙结构随应力的变化,研制一种能和微焦X射线CT系统配套使用的三轴仪,该设备轻便,能够施加三轴压力,并在不卸载压力情况下对试样进行CT扫描和渗透系数的测量,且能够实时记录压力和变形等数据。利用研制的CT三轴仪得到了Berea砂岩在加载过程中的一系列CT图像,结合3DMA空隙结构计算方法,获得Berea砂岩在不同应力状态下的有效孔隙半径分布、有效喉道半径分布以及弯曲度分布等定量细观几何特征。同时采用瞬态脉冲法测量Berea砂岩不同方向的渗透率随有效围压的变化规律。结合围压对细观空隙结构参数的影响,认为细观空隙结构的变化是导致渗透发生改变的根本原因,当有效围压从0增至15 MPa时,半径40~100μm的孔隙数量减少、孔喉半径减小以及Z方向的迂曲度增加,是导致Berea砂岩渗透率随有效围压增大而降低的主要原因。