基于变维度贝叶斯反演的地热黏土盖层音频大地电磁探测能力研究

在地热探测中,黏土盖层作为水热型地热系统的典型标志,其埋藏深度及分布范围可为圈定地热资源的范围及确定地热钻井位置提供重要依据。黏土盖层通常由水热作用所形成的黏土层所构成,表现为低阻特征,利用音频大地电磁法可以对低阻盖层有效成像。为了获得黏土盖层位置分布及成像结果的不确定性信息,采用一维变维度贝叶斯反演方法,利用音频大地电磁数据对地热区低阻盖层的探测能力进行研究。首先进行模型试验,建立一个典型地热系统的地电模型,利用一维变维度贝叶斯算法对合成数据进行反演,获得地下电性结构和界面位置不确定性信息。接着将其应用于山西阳高地热区一条实测音频大地电磁数据处理。模型试验发现该方法对低阻黏土盖层具有较为准确的识别能力,所获得的低阻盖层上、下界面不确定分析的结果也较为可靠。实测数据试验发现,该方法对浅层低阻盖层具有较好的识别能力,并可以给出盖层界面位置的不确定性评价。该测线的二维非线性共轭梯度反演结果验证了一维贝叶斯反演的可靠性。该方法对浅层地热黏土盖层具有较准确的成像能力和不确定性分析能力,在地热探测中具有较强的应用前景。

武汉市江夏区大桥新区红旗村黏土盖层岩溶塌陷致塌模式分析

武汉市江夏区大桥新区红旗村文化大道附近发生岩溶塌陷,其上覆盖层为黏土。文章针对该类型岩溶塌陷,结合岩溶发育特征、土体物理力学性质、水文地质条件和人类工程活动等影响因素,对致塌模式进行了综合分析,得出在溶沟底部分布有软塑至流塑状的力学性质较差的红黏土,溶沟底部发育的溶蚀裂隙与下部的溶洞或通道相联通;流塑状红黏土流失至下部岩溶通道中,形成土洞;钻探施工、楼房载荷、振动作用加速黏土体的软化、崩解和溶蚀作用,进而加速土洞向上发展。此外,地基开挖减少上覆黏土厚度,降低了土体抗剪强度,最终在上覆土体自身重力和附加荷载作用下发生塌陷。根据土体受力情况,得出塌陷力学模型,并利用数据进行验证,其验证结果与实际相符合,并结合致塌模式和力学分析提出应增强土体抗塌性能、增加建筑物地基稳定性和减缓岩溶系统水动力因素变化的防治措施。

西南地区覆盖层深部黏土物理力学试验参数研究

在水电工程建设实践中,专门针对覆盖层黏土特别是覆盖层深部黏土布置的勘探及试验工作量有限,覆盖层黏土物理力学参数系统性的研究通常受制于基础试验资料。依托长河坝、ML等大型水电工程,搜集、整理了西南地区大量的覆盖层勘探试验资料,统计分析了覆盖层深部黏土的物理性质以及相关指标间的关联,印证了土的可塑性经典规律。同时,分析了覆盖层深部黏土在常规压缩、渗透、强度等方面的特性表现,可为后续工程地质评价或基础处理提供一定参考。

填埋气在裂隙覆盖层中的二维扩散半解析解

目的分析评估裂隙对甲烷在压实黏土覆盖层(CCL)中运移影响规律.方法建立了甲烷在非饱和黏土覆盖层裂隙和土骨架中的二维扩散模型,利用拉普拉斯变换及Stehfest数值反演方法得到了半解析解.并与数值模拟结果对比后验证其准确性.结果覆盖层表面裂隙宽度由1 mm增大至10 mm时,表面甲烷体积分数比增大了2个数量级.在不同裂隙宽度和不同气体运移速率下,甲烷在覆盖层中的竖向扩散对结果影响很小.当甲烷在覆盖层中的一阶氧化系数由裂隙中的1/10增大至10倍时,体积分数比减小了100倍.当覆盖层中的氧化程度超过裂隙中的氧化程度时,更多的甲烷在覆盖层中氧化. CCL中的甲烷氧化作用对裂隙开口处的体积分数影响更大.结论此半解析解相对简单,可用于检验数值模型,拟合实验数据可用于垃圾场覆盖层的初步设计.