暗挖车站洞内地下连续墙施工地层效应分析

地下水资源对经济社会的可持续发展具有十分重要的作用。为了拥护国家对水资源的保护政策,北京地铁16号线在施暗挖车站——看丹站首次尝试以导洞内地下连续墙替换传统边桩施工的方式,以期达到承载和止水的双重目的。虽然施作的试验段取得了较好的效果,但北京地区地层复杂,局促低矮空间内的洞内地连墙施工能否大范围顺利推广实施仍存在争议。以北京地铁16号线看丹站、首都机场西沿线北新桥站和北京地铁7号线广渠门外站为代表,采用Midas软件对边导洞内地下连续墙施工过程进行数值模拟,揭示北京地区砂卵石、粉质黏土和砂卵石-粉质黏土互层三种典型地层条件下洞内地下连续墙施工诱发的环境响应。结果表明:①在其他条件相同的情况下,砂卵石地层中地下连续墙施工引起的地表沉降值最小,粉质黏土地层地下连续墙施工引起的地表沉降值最大;②洞内地下连续墙施工引起导洞拱顶沉降值大小排序为:砂卵石地层<砂卵石-粉质黏土互层地层<粉质黏土地层;③相比于砂卵石-粉质黏土互层地层及粉质黏土地层,砂卵石地层条件下,洞内地下连续墙施工引起的围岩塑性应变值及应变范围最小,对周围土体扰动较小。

裂缝性地层呼吸效应特征实验研究

裂缝性地层钻进时,由于井筒压力波动导致的地层呼吸效应易被误判为溢流而采取不必要的压井措施,严重影响钻井安全。为此,研制了可用于模拟裂缝性地层呼吸效应的实验装置,探索了钻井液循环压力、裂缝张开压力和岩石类型对钻井液漏失与返排特征的影响。研究表明,裂缝性地层呼吸效应是一种可逆性漏失,其发生过程为漏失-拟稳态-返排。随着钻井液循环压力的增加,钻井液最大漏失量和返排量均增加;随着裂缝张开压力的增加,钻井液最大漏失量增加,而返排量减少;相对于砂岩和灰岩,特低孔低渗的花岗岩的漏失量更大,而返排量更小。研究结果为分析深部裂缝性地层呼吸效应特征、区别其他工况而采用正确措施等提供了理论基础。

地层场地效应对东河口地震滑坡发生影响研究

以汶川极震区青川东河口地震滑坡为典型实例,首先从滑坡地脉动现场测试的频谱特征曲线分析可得,卓越频率在1~3Hz范围内,且NS向的谱比值最大。其次,通过对东河口滑坡单一结构、二元结构两种弹性模型输入不同中心频率0.5Hz^4Hz的Ricker子波,发现二元结构的PGA放大系数普遍大于单一结构,同时中心频率较低时,滑坡PGA放大系数分布范围较广,相反,较高中心频率的PGA放大系数仅集中在坡顶和两侧山脊处,表明:中心频率高低对于PGA放大系数影响范围也不同。最后,对东河口地震滑坡弹塑性模型输入汶川地震绵竹清平台站加速度记录,根据监测点残余变形,认为滑坡破坏发生在6.5s处,并结合输入地震波频率在此时刻出现较高傅立叶谱值,表明东河口地震滑坡的发生是由高频谱值输入地震波触发。本研究有助于从地层场地效应角度理解斜坡动力失稳过程。

中上扬子印支运动的地层学效应及晚三叠世沉积盆地格局

发生在晚三叠世的印支运动,结束了中上扬子地区自伊迪卡拉纪以来以一个稳定的古地理单元、而且多数时间沉积浅水碳酸盐岩的漫长的地质历史。该地质事件受控于秦岭造山带的大规模造山隆升和华北板块的向南强烈挤压,并在华夏地块的北西向挤压,以及印支板块的向北挤压的共同作用下,在习称的"扬子地台"的相对较为稳定的基底上于晚三叠世形成一个从残留海相盆地到具有前陆性质的陆相磨拉石盆地的演变序列;而且,这个特别的盆地演变序列与松潘—甘孜地块上发育的晚三叠世前陆浊积盆地的形成和消亡过程存在时间上的对应性。因此,对中上扬子区印支运动的地层学效应以及由此而产生的沉积盆地格局演变的系统描述,为窥视古特提斯洋消亡过程提供了重要线索,而且为重新审视长期以来作为前陆盆地典型代表的、由龙门山造山带的造山隆升所形成的"四川盆地西部前陆盆地"假象提供了一个思考的途径。

沿江地铁盾构隧道掘进施工的地层扰动效应研究

盾构隧道掘进施工的地层扰动效应及其周边环境影响,一直是学界和业界关注的热点问题。依托福州地铁5号线农洪区间隧道工程,考虑刀盘顶推力、刀盘摩阻力、盾壳摩擦力和同步注浆压力,对其掘进施工过程展开精细化数值模拟,分析沿江不对称地形条件下盾构隧道掘进施工的地层扰动效应。研究结果表明:地表沉降沿进深方向整体呈S形,沿横断面方向呈沿江侧大于背江侧的不对称分布(偏度系数为-0.257);掌子面后方地表沉降基本稳定时,隧道轴线处的最大地表沉降为11.7 mm;受同步注浆影响,隧道两侧土体均发生远离轴线方向的水平位移,且沿江侧略大于背江侧,其最大水平位移为14.6 mm。实测地表沉降数据与数值模拟结果较为吻合,同时引入沉降槽宽度修正系数α,提出沿江不对称地形条件下的修正Peck公式,可为类似条件下的盾构隧道施工提供借鉴。

岩土工程中的地层结构效应理论探讨

地层结构不仅指各地层的空间几何状态,也包含各层的物理力学性质;可将断层破碎带等断裂带称作特殊的地层即构造层;地层结构效应包含两层意思;提出了岩土工程地层结构效应理论并对其进行了分析。

基于地层结构效应的竖向受荷桩与地层共同作用研究

在竖向受荷桩基础中也存在地层结构效应;桩侧阻与端阻的协同工作其实就是桩侧地层与桩端地层的协同工作;分析了两种典型地层结构情形下竖向受荷桩与地层的共同作用。

新型承压堵漏工艺在渤海油田存在地层呼吸效应某探井中的应用

地层呼吸效应是钻井过程中发生的一种极易与溢流混淆的现象,直接加重钻井液压井处理易引起井漏甚至井喷。在渤海油田勘探开发钻井过程中,地层呼吸效应与井漏常常同时发生,给钻井施工带来了极大的井下风险。为了控制存在呼吸效应地层的井漏问题,采用了新型承压堵漏技术。该技术利用多粒径组合的不规则刚性封堵剂的边缘效应大颗粒在裂缝中挂住架桥,小颗粒逐级填充,复配的各种弹性材料和可变形材料进一步封堵,在近井壁形成致密的封堵层,阻止裂缝的扩展延伸,从而提高了地层承压能力,取得了良好的裂缝封堵效果。

基于ABAQUS的浅基础地层结构效应研究

本文采用ABAQUS数值模拟,结合实例分析研究浅基础作用下的地层结构的效应,总结地层结构影响工程稳定性、影响工程结构受力变形的机理,试图找到使地层结构得到改善的有效方法。

贵州太康运动的地层学效应——兼论“黔中古陆”的形成

太康运动是发生在中奥陶世末期的一次全球规模的地壳运动,相应地在贵州又称为都匀运动。由此而形成的贵州南部的早、中奥陶世及志留纪地层间的平行不整合,以及不整合面上、下的古地质特征是太康运动在贵州的主要地层学效应。 太康运动使中奥陶世以前的北东—南西向的古地理构局转变为南北向的格局。由于太康运动形成的地壳抬升,使榕江—天柱一带隆起成江南古陆,黔中地区的修文—瓮安一带隆起形成黔中古陆。 本文以太康运动的地层学效应为基础,着重讨论了黔中古陆的形成。

地层蓄热效应对输气管道数值模拟精度的影响

采用一维非等温天然气流动模型对高压天然气输送管线中的快瞬变流动进行数值模拟,研究地层蓄热效应对高压天然气快瞬变管流数值模拟精度的影响。从工程实际角度对质量、动量和能量守恒方程的基本变量进行等价变换,建立天然气管流与外界地层之间一维轴对称的非稳态传热模型,以BWRS状态方程为基础,采用特征线法对天然气管流的快瞬变过程数学模型进行数值求解,并与简化稳态模型数值结果进行对比。结果表明:国内常用的简化稳态传热模型过高估计了管线中流量的波动幅度,工程应用中应采用考虑地层蓄热效应的非稳态传热模型对高压天然气管流进行仿真模拟;非稳态模型和算法具有较高的准确性。

地层结构效应对沿海航道岸坡稳定性影响分析

地层结构效应对于边坡稳定性研究意义重大。本文对舟山某航道边坡进行数值模拟,对均质土体边坡和不同地层结构边坡利用ABAQUS软件计算安全系数,通过位移和塑性贯通区位置进行对比稳定性,对不同地层结构边坡分别考虑在重力、水流力作用下岸坡稳定性情况并进行对比。结果表明:在安全系数、位移和塑性贯通区方面,不同地层结构边坡强于均质土体边坡;水流力作用致使安全系数大于自重情况下,不同地层结构效应对岸坡稳定性的研究是必要的,也便于在工程中应用推广。

VSP中检波器-地层耦合效应的消除

引言常用的垂直地震剖面(VSP)井下仪器装有大而重的地震检波器(通常含三个互相正交的接收器).检波器都有某种推靠装置.这种推靠装置的用途是:当井壁对介质中弹性波的通过引起感应时,保证仪器靠井壁移动;保证仪器对井中液体传递套管波的噪音不敏感,并允许放松电缆,防止信号沿电缆传递。当检波器和井壁之间有相对的移动时,则存在检波器一地层耦合问题,因而导致所记录的地震信号并不反映真实的地层振动。在 VSP 测量中,尤其在裸眼井中,当笨重的检波器与粗糙的井壁、或与粘滞泥饼、或与低弹性常数的介质相接触时。

基于地震道时频分析的地层结构解析原理和方法

地震时频分析是通过对地震信号采用多种数学变换,实现从时频域角度对信号的局部特征进行分解,剖析信号细微特征所对应的地层结构。在应用地震时频分析技术过程中,人们对于这项技术能否真正有效地解决实际地质问题存在许多争论。本文从时频原理综合分析的角度出发,对地震道时频谱中各种频率特性参数和时频旋回直接转化成对地层结构逐级、分步的解析方法进行了较深入的探讨。研究认为时频分析原理不仅是对地震数据进行特殊数学变换,实现对信号的分解,而且充分利用了地层厚度的调谐效应及岩性调谐效应;时频谱与地质结构特征之间的良好响应关系为地震地质精细解释提供了直观的依据。

考虑地层约束效应的预制侧墙节点抗震性能试验

由于地下结构体系存在地层-结构相互作用的问题,常规的拟静力试验方法无法准确模拟地下装配式结构的受力特征。为此,本文提出了一种考虑地层约束效应影响的拟静力试验方法。研究了地层约束效应对榫卯连接预制侧墙试件及现浇侧墙试件的破坏模式、承载能力及耗能能力的影响。试验结果表明,土体约束效应的存在提高了预制侧墙试件的承载能力及耗能能力,但增大了节点区域混凝土的塑性损伤程度,这一结论在榫卯连接预制侧墙试件中体现得最明显。同时,本文提出了能够反映榫卯连接预制侧墙试件抗震性能的数值模型,结果表明,土体约束荷载对榫卯节点的承载力影响较大,但未显著改善榫卯节点的耗能能力。

多层组合套管特性分析

地层蠕变效应是引起套管大量损坏的主要原因之一,而解决此问题的有效途径之一是采用组合套管。文章通过引入柔度系数的概念,给出了任意多层组合套管压力传递系数的规准表达形式,同时,假设地层为粘弹性的,导出了多层组合套管的地层蠕变附加载荷计算公式。分析了双层组合套管的各尺寸对套管抗挤能力的影响,研究了套管层数与套管抗挤能力的关系。数值计算结果表明,尽管随着套管的层数增加地层的蠕变载荷增大,但是内管所承担的最大蠕变载荷仍将单调下降,不论是单层套管还是多层套管,地层进水后都将增大其危险性。文中所提供压力传递系数和粘弹性地层蠕变附加荷载计算公式可供多层套管设计参考。

准噶尔盆地莫索湾地区原油运移研究

准噶尔盆地莫索湾地区原油为多期成藏,前期成藏的原油遭到严重破坏,后期成藏的原油得到较好的保存,因此原油地球化学特征表现出正常原油与生物降解原油特征的叠合,导致该区油气运移研究比较困难。运用石油地质学理论,在对原油成熟度与运移关系分析的基础上,建立了符合莫索湾地区特点的运聚模型;利用地球化学方法,在研究大量运移指标的基础上,分析了原油的运移特征。结果表明,由于该区正常原油与生物降解原油的混合,严重影响了生物标记化合物的分布,因此地层色层效应在原油运移研究中的应用效果较差。w(C29-20Rαββ)/w(C29-20Rααα)和CPI两个成熟度参数明显表现出随运移距离的增大而降低的趋势,这种趋势反映了原油运移的方向,但其原理截然不同:CPI值反映的是原油成熟度随运移距离的增大而增高的运聚原理,w(C29-20Rαββ)/w(C29-20Rααα)值反映的是'溶解'控制生物标记化合物分布的规律。结合油-油对比的研究,确定出该区原油混源区分布在莫5井和盆4井一带。

低渗透底水气藏压裂井见水时间预测模型改进研究

目前低渗透底水气藏压裂井见水时间预测模型考虑了压裂裂缝的导流能力,但忽略了近井区域气相非达西效应和地层表皮效应对计算模型的影响,导致见水时间的预测发生偏差。鉴于此,基于气相平面径向流和半球形向心流相结合的底水锥进模型,以渗流理论为基础,综合考虑气相非达西效应和地层表皮效应的影响,推导出低渗透底水气藏压裂井见水时间预测新模型。实例应用表明,本模型预测的见水时间更切合实际;压裂井可明显延缓底水锥进;气相非达西效应和地层表皮效应会加速底水锥进;随着裂缝半长与气藏打开程度的增大,压裂井见水时间呈现出先增大后减小的趋势,存在最优值。该研究成果为低渗透底水气藏压裂井见水时间的预测提供了理论依据。

Model on surface borehole squeezing deformation fracture

As a good method to solve the problem of high methane on the workface and inthe goaf,drawing coal strata methane through a surface borehole is used.However,theexcavation affected the overlying rock strata greatly.When the excavation face passedthrough the surface borehole position,the surface borehole fractures fast.This problemwas seriously related to the unformed squeeze effect.Therefore,a squeezing deformationfracture model based on the rock strata squeezing effect was set up.At the same time,a3DEC simulation model is presented to confirm the theory.The result shows that the modelis reliable and has a good engineering application value.