湘桂铁路二塘车站路基岩溶塌陷成因与防治对策

湘桂铁路二塘车站高铁区段1996-2016年间发生岩溶塌陷险情27起,虽经过多期悬挂式帷幕注浆整治,但塌陷问题仍是行车安全的极大隐患。通过资料收集、场地野外调查、岩溶地下水气压力长期监测站的监测资料分析,细化了研究区的地质构造、岩溶水文地质条件及岩溶发育特征,从地质结构、岩溶地下水动力特征等方面分析,认为岩溶塌陷形成的成因为临桂地区房地产基坑开挖抽排水影响岩溶地下水水位变化,造成基岩面上覆土体的潜蚀,形成土洞,进而发展至地面形成塌陷坑。针对铁路运行段地下水位埋深具承压性,隐伏溶洞充填率高的复杂岩溶地质条件以及注浆压力的限制,提出加强基岩面上覆土层抗渗强度、管控岩溶地下水降深的岩溶塌陷防治对策。

水位下降对某悬索桥桥基边坡稳定性影响分析

悬索桥桥基边坡由锚碇和桥墩构成复杂的的结构体系,其变形特点与天然边坡有很大区别。为深入研究水位下降对桥基边坡稳定性的影响,以某拟建悬索桥桥基边坡为例,采用有限元强度折减法计算了锚碇与桥墩耦合作用下水位下降不同高度边坡的位移、塑性点和安全系数变化规律。结果表明:随着河道水位逐渐下降,边坡发生主要水平位移的部位也随之下移,锚碇附近岩体位移受降水前期影响大;坡体内部塑性点主要分布在锚碇附近,分布范围随水位降低先增加后减少并最终趋于稳定;边坡安全系数随水位的下降先减小后增加,水位下降40 m后安全系数稳定在1.28;通过分析桥基边坡潜在滑裂面,确定了锚碇受拉是桥基边坡稳定性大小的控制性因素。计算成果可为大桥修建过程中边坡的稳定性评估提供参考。

关于边坡稳定性分析中几个问题的讨论

通过对极限平衡分析方法发展过程的回顾,总结了条分法的基本思路和普遍共识。在此基础上,通过推导建立"不平衡推力法"的显式解和隐式解,以实例的对比计算分析,讨论了该方法与极限平衡方法因假定条件不同所导致的计算结果差异,分析讨论了不平衡推力法及其安全系数的适用合理性。最后简要分析了边坡外侧水位骤降对边坡稳定性的重要影响。

测井资料在南堡35-2油田出砂预测中的应用

分析了渤海南堡35–2油田主力储层明化镇组的出砂机理,应用测井资料(纵波时差、横波时差、伽马和密度等)建立了黏聚力、内摩擦角、弹性模量、泊松比和最大水平主应力等岩石力学参数的求取方法,并在此基础上应用出砂指数法、斯伦贝谢法进行出砂预测以及临界生产压差的计算。根据出砂预测方法和临界生产压差的计算模型绘制了储层出砂指数剖面和临界生产压差剖面。计算结果表明,明化镇组储层开采过程中出砂的可能性极大,开发时应采取防砂措施。研究结果为今后该区块及附近区块油井出砂界定提供了准确的量化依据,可为油井合理工作制度的制定提供指导。

扶壁式挡土墙水位骤降情况下稳定性及受力研究

以汉江白河县不同断面形式扶壁式挡土墙为例,设定不同水位降幅比n来模拟不同情形下挡土墙前后水位的动态变化,将理正设计软件和ANSYS有限元分析软件结合,计算不同墙前墙后水位组合下挡土墙的稳定安全系数和拉应力值。分析结果发现：水位骤降情况下,挡土墙稳定不利水深发生在水位降落过程中;墙后填土和挡土墙同高时,抗滑稳定性和抗倾覆稳定性的不利水深分别在挡土墙底部以上1/5～2/5和1/2处,受力不利水深变化范围较大;挡墙有悬臂段时,其抗滑稳定性和抗倾覆稳定性的不利水深分别在挡土墙底部以上1/5和1/4～2/5处,受力不利水深为墙前最大水深,且最大拉应力出现在悬臂段根部。初步提出了扶壁式挡土墙水位骤降情况下的稳定性和受力不利水深与墙高比取值的建议范围,给出了不同形式扶壁式挡土墙在水位骤降情况下的最大拉应力区,可供相关工程借鉴。

蜂窝夹套结构热力性能数值模拟研究

现有文献对蜂窝夹套传热性能的研究大多是采用试验或解析方法,给出的传热关系式只能得到估算值,在准确性和应用普遍性上存在欠缺。为此,采用正交设计和因素分析的方法,对具有不同结构参数的蜂窝夹套内部流场进行了数值模拟。模拟结果表明:(1)正方形排列的蜂窝夹套比三角形排列的蜂窝夹套综合传热系数高,因此采取正方形排列方式更可取;(2)蜂窝高度h是蜂窝夹套传热性能和压力降的主要影响因素,参数L/D是第2显著的影响因素,蜂窝锥角α不是重要影响因素。各因素的最佳水平组合为h1,L/D1和α3,此时蜂窝夹套的综合传热性能最好,从模拟的结果看第1号模型的传热性能最好,说明所选出的最优结构基本符合实际情况。

多相管流中压降和持液率的影响因素分析

在多相管流中,影响压降的主要因素有温度、管径、管路粗糙度、气液相流量等,影响持液率的因素主 要有压力、管径、气液相流量等。针对高粘原油用不同的计算模型,编制了压降和持液率的软件进行了计 算,并结合具体的算例对压降和持液率的影响因素进行了分析。

库水位骤降情况下均质库岸边坡稳定性分析

大坝建成蓄水之后,由于水位的抬高,引起边坡地下水渗流状态发生较大的改变,并有可能引发滑坡等岩土工程失稳现象的发生。本文采用GEO-SLOPE及SEEP/W耦合分析了岸坡在水位骤降情况下岸坡内的渗流场分布以及安全系数的变化。结果表明:在水位骤降的过程中,岸坡体产生了向临空面渗透;库水位骤降过程中,安全系数快速减小,当水位下降到最低水位保持不变时,上游岸坡安全系数出现了随时间逐渐增加的趋势。

多层地质结构条件下轻型井降深影响因素研究

轻型井点降排水在基坑施工临时降排水方案中应用极为广泛,但因影响因素较多,施工中常会出现原设计方案降深不足而影响施工或降深过大造成浪费的情况。采用三维有限元方法,以南水北调干渠镇平段一断面为例,分析了多层地质结构条件下,井深、井点间距及井底地层特性对轻型井降深的影响。结果表明,若井底位于强透水层,轻型井降深随井深增加而增大;若井底位于相对不透水层,轻型井井深对降深没有影响;井点间距越大,降深越小。此外,井底强透水层越厚,无效降深越小;当强透水层厚底大于5m时,无效降深基本恒定,但井点间距越大,该值也越大。

非稳定渗流作用下边坡稳定性试验研究

水位下降时产生的非稳定渗流不利于堤坝边坡稳定,是一个与水力学和土力学有关的复杂问题。开展了非稳定渗流作用下的边坡稳定模型试验,研究了不同土力学条件和水力学条件下,渗流对边坡稳定性的影响,探讨了水位降落指标k/μv与边坡稳定性之间的关系。结果表明:在边坡稳定性分析中,渗流方向是边坡稳定分析的关键,水位降落时渗流向上游方向,边坡安全系数远低于其他渗流方向。边坡失稳发生在水位降落过程中临水坡的渗透力或渗透坡降达到最大的时刻。不考虑渗流方向的计算结果不能正确反映边坡的稳定性,建议边坡稳定分析须正确考虑渗流作用。

考虑井筒压降的水平井流入能力分析

通过在单相、稳态的条件下建立储层渗流和井筒流动的耦合模型来计算水平井的产能,并且建立了井筒压降对水平井稳态产能计算的误差模型,在此基础上对水平井稳态产能计算的影响因素进行了敏感性分析。研究表明,当水平井段长度为400m,井筒内壁相对粗糙度为0.01时,产能为1150m3/d,产能误差E为10%。产能误差E的引入更有效地分析了水平井流入能力的适用范围,当E大于10%时,由于压降引起的产能误差不能忽略,即E的允许上限为10%。

微小金属管壳的引伸成型技术研究

本文主要使用冷冲压生产加工方法探讨板料厚度小于0.2mm,并且直径在1.5mm左右的微小金属管壳、加强帽的引伸成型工艺制定及其成型模具结构的设计。

海上强底水驱油藏水平井合理开采速度研究——以秦皇岛32-6油田Ng_2砂体为例

利用水平井开采渤海油田强底水驱油藏存在2种截然不同的开采模式,即秦皇岛32-6油田Ng2砂体的低速开采和曹妃甸11-1油田Ng3砂体的高速开采。在对比分析这2种模式的开采特征和开发效果的基础上,提出了适当放大生产压差,提高秦皇岛32-6油田Ng2砂体开采速度和最终采收率的开发思路。建立了秦皇岛32-6油田Ng2砂体油藏数值模拟模型,利用油藏数值模拟方法,研究了不同生产压差下水平井开采时Ng2砂体含水率、产液量、开采速度和采出程度的变化规律,结合海上生产受平台处理液能力和平台寿命限制的实际情况,确定了Ng2砂体水平井合理的生产压差为0.8MPa。上述开发思路已实践于秦皇岛32-6油田生产实际,取得了好的效果。

坝顶通车的坝坡稳定性分析

以重庆市万州区天仙湖堆石坝为研究对象,采用极限平衡法分别考虑了水位组合以及水位骤降等情况下坝顶通车与否对边坡稳定性的影响.分析结果表明:在车辆荷载作用下坝坡稳定性有所降低;无论通车与否,最危险水位工况均为上游水位173.67m、下游水位143.3m;水位骤降情况下的坝坡稳定性有所降低,考虑水位骤降时的坝顶通车依然满足坝坡稳定性的要求;本项研究中,坝顶通车对坝坡稳定性的影响采用了二级公路的标准荷载,当坝顶公路等级提高或其他原因使得过车荷载增加时,坝顶通车作用下的坝坡稳定性需要重新评估;根据计算结果,坝坡稳定性随水位的降低而减小,所以当上下游水位低于当前最低水位时,坝坡稳定性也需要重新计算.

单井生产压差快速定量预测新方法

生产压差是评价油井产能的重要参数,对采油工艺参数的设计和油井工作制度的调整具有重要意义。现有研究缺乏对其影响因素的全面系统分析,同时采用常规方法通过建立地质油藏模型对其进行预测费时费力。为了实现单井生产压差的快速定量表征,本文采用单因素极差分析法,确定了不同驱动类型油藏单井生产压差的敏感因素;在此基础上,结合响应曲面法建立了生产压差定量表征模型。研究结果表明:底水油藏影响生产压差计算的敏感因素为渗透率、夹层范围、水油厚度比和生产液量,边水油藏的敏感因素为原油黏度、渗透率、油层厚度、距离边水距离和生产液量;通过响应曲面法建立的生产压差定量表征模型,可以方便、快速、准确地预测不同地质模式和不同生产液量条件下的单井生产压差,有效指导了油田产液结构优化提液幅度设计和调整井最大液量设计,同时也可为新油田开发方案的快速设计提供指导。

海上油田提液生产压差影响因素研究

针对海上油田特殊情况,引入海上油田合理生产压差的概念,并应用油藏工程、数值模拟等技术手段,结合现场实际,开展了生产压差影响因素研究,明确了各个因素影响程度大小,建立了不同影响因素条件下海上油田合理生产压差确定平台,为现场合理提液提供了技术指导。

库水下降下土石坝瞬态渗流特性及渗流对坝坡抗滑稳定影响

库水位变化引起的瞬态渗流对土石坝坝坡稳定性影响显著,为此依托某土石坝工程,开展不同库水位下降速率和坝体渗透性下大坝瞬态渗流场计算,分析坝体浸润线滞后程度及上游坝面渗流量变化特性,进而在考虑坝体材料抗剪强度随机分布的基础上对坝坡开展瞬态渗流作用下的抗滑稳定性分析,获得坝坡稳定安全系数及失稳概率变化曲线。计算结果表明:库水位下降速率v越大,坝体渗透系数ks越小,浸润线的滞后程度越显著;v越大或ks越大,到达稳定降落水位时的外渗流量越大;库水位下降结束瞬时坝体浸润线滞后率最大,使得坝坡稳定安全系数最小,相应的失稳概率最大,随着时间延续安全系数会不断回升,失稳概率相应降低;建立的坝坡稳定安全系数和失稳概率与浸润线滞后率的拟合关系式可为综合评估大坝运行安全提供理论指导。

影响浸水高土石路堤稳定性因素的正交试验研究

研究影响浸水高土石路堤稳定性的主要因素,可以为沿河或库区路堤设计提供理论依据。采用正交试验设计方法制定数值模拟计算方案,研究了路堤高度、坡率、次级边坡高度和水位降幅对水位骤降后高土石路堤稳定性的影响,得出各影响因素的重要性由大到小是:水位降幅;坡率;次级边坡高度;路堤高度。在这几个影响因素中,水位降幅对浸水高土石路堤稳定性的影响最大,它的贡献率是69.26%;路堤高度对浸水高土石路堤稳定性的影响最小,它的贡献率仅为1.94%。比较分析计算结果,得出路堤边坡越陡、次级边坡越高、水位降幅越大,水位骤降后高土石路堤越不稳定;但不是路堤越高,水位骤降后路堤稳定性越差。

三峡库区典型消落带CH_4排放的变化特征及影响因素

为了探讨亚热带水库消落带CH_4的排放规律,选取三峡库区王家沟一典型消落带内5个高程(180、175、165、155及140 m)为研究对象,其中175、165和155 m位于消落带上,180 m高程为永不淹水的陆地,140 m高程为永久淹水对照区.采用静态暗箱、浮箱/气相色谱法对各高程生态系统CH_4的排放进行了为期两年的连续观测.结果表明,175 m和165 m高程在实验观测的第一年CH_4排放通量变化不明显,而155 m和140 m高程处表现为单峰型的夏季CH_4排放高峰;次年在三峡水库实现最高蓄水位175 m后,175 m高程在淹水期间CH_4排放呈现单峰态,之后表现为源汇交替的无规律排放,而165m、155 m以及140 m高程均大致呈现出冬季高CH_4排放的单峰态;在整个观测期间,180 m高程CH_4排放通量较为稳定,未出现明显峰值.另外,位于消落带上的175、165和155 m高程均表现为淹水期CH_4排放大于落干期.各高程处CH_4年累积排放量为140 m(99.58 kg·hm^(-2))>155 m(82.98 kg·hm^(-2))>165 m(65.38 kg·hm^(-2))>180 m(6.32 kg·hm^(-2))>175 m(4.27 kg·hm^(-2)),表明淹水时间越长的土壤,其环境更有利于CH_4的产生.相关性分析显示,陆地与消落带落干期的CH_4排放与土壤碳组分及pH无显著相关性,但CH_4排放通量随土壤含水率的增加而增大;水-气界面上,140 m高程CH_4排放通量与水深有显著线性负相关关系;表明土壤含水率是影响消落带落干期CH_4排放的关键因子之一,而水-气界面上CH_4的排放则受到淹水深度的调控.