静水压作用下砂岩渗透特性及渗透率模型改进

为探究应力状态对西部弱胶结砂岩渗透率的影响规律,明晰开采过程中岩层的渗流、力学特性,分别开展静水压状态下的岩石渗流试验和核磁共振试验,在此基础上进行岩石渗透率的反演,分析渗透过程中岩石内部孔隙结构的变化规律,进而对核磁渗透率模型进行修正。结果表明:(1)围压对岩石渗透率影响显著,促使岩石内部孔隙结构发生改变,渗透压差的增大会造成岩石内部孔隙的扩张,渗流通道增多,渗透率增大;(2)围压增大导致的微、细孔隙的闭合存在一个极限值,微、细孔隙达到闭合极限所需的围压明显低于大孔隙,微、细孔隙对岩石渗透率的影响随围压的增大而逐渐降低,大孔隙闭合对岩石渗透率的下降贡献值最大;(3)围压的增大会导致岩石内部大孔转为微、细孔,T2截止值呈增加趋势,围压增大引起的孔隙结构的变化会导致岩石内部自由孔隙转化为束缚孔隙,从而造成渗透率的变化;(4)在考虑围压对孔隙结构变化的影响后,对核磁渗透率模型进行修正,修正后的渗透率模型能够较好地反演出岩石的渗透率,为该类岩石进行核磁试验渗透率反演提供了有效依据。

基于NMR的冻融过程中砂土未冻水含量试验分析

为探究砂土在冻融循环下未冻水含量的变化特征,采用低场核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)仪器测试饱和砂土在一个冻融循环下不同温度点的T_(2)谱变化曲线,从中分析出冻土未冻水含量的变化趋势与与其升温时的滞后现象.结果表明:1)未冻水的冻结在降温时是从大孔隙中自由水开始冻结,而融化时是从薄膜水开始融化的;2)冻融循环下未冻水含量的滞后现象明显,在固态冰完全融化前,相同温度下的升温过程未冻水含量一直低于降温过程;3)一个冻融循环结束后土体孔隙结构改变,水分被重分布.

饱和砂土低温未冻水演化规律分析

为探究饱和砂土在冻融循环过程中未冻水的演化规律,以南通砂土为研究对象,采取低场核磁共振技术进行冻融循环试验。试验结果表明:融化过程未冻水含量增长速率变慢,该现象持续到正温,与冻结过程中的突变现象不同;在未冻水滞后现象中发现相变区的滞后程度最高,温度继续下降到负温时,滞后程度变缓;相同负温条件下,砂土的残余含水率较低,且其饱和含水率下的冻结温度较高。

复合地层顶管施工土体沉降影响分析

结合典型复合地层条件下的顶管施工案例,采用室内模型试验和数值模拟的方式,分析顶管施工过程中可能造成的地表沉降因素.结果表明:模型试验顶管在施工时,在纵断面方向上,随着顶管机继续顶进,顶管机机头前方土体先出现轻微的隆起,当顶管机头通过测点5后,隆起的数值逐渐减小,地表产生沉降,最终原来监测点的土体出现沉降;横断面方向上,地表沉降随着顶进距离的增大而逐渐增大且最终趋于稳定,土体沉降最大值位于管道中轴线上;室内模型试验与数值模拟横向的沉降曲线分布规律和Peck提出的沉降槽变化规律基本一致,随着顶管的顶进,距离隧道中心线距离越远,沉降数值越小.