含浅层气砂土的赋存特征及其非饱和参数预测     

王勇  孔令伟  郭爱国  田湖南 《岩土力学》2011,32(7):1945-1950

从地质成因角度分析了杭州地区浅层气藏的形成过程,探讨了储层土体的原始赋存分带特征,认为规模气藏中位于浅层气富集带内砂土的吸力变化范围不大,初始赋存含水率大致与其残余含水率接近,一般处于残余含水状态。基于VG模型描述的储气砂土-水特征曲线,提出了间接获取储层砂土非饱和参数的工程预测方法。对比试验结果表明：借助VGM模型、Parker模型和乘幂形式的强度公式,能够有效地预测含浅层气砂层的渗水系数、渗气系数和抗剪强度等非饱和参数,可满足地铁工程超前采取防治措施、消除浅层气地质灾害的需要  相似文献   

有控放气措施下含浅层气地层的一维变形分析     

王勇  孔令伟  郭爱国 《岩土力学》2011,32(Z1):241-246

人为控制性放气是杭州地铁工程施工前防治浅层气地质灾害的必要措施。通过对浅层气藏形成中的水气运移过程分析可知,气藏原始包气带内的水压力和吸力沿厚度呈线性分布,孔隙水压力的大小与其相同位置处的静水压力相当;借助储层土体的室内土-水特征曲线并结合现场勘探资料,能够获得气藏初始饱和度分布。在分析有控放气措施下气藏内部水气运移基础上,利用GDS非饱和应力路径三轴系统地研究了气体释放过程中储气砂土的湿化变形,并给出了气体释放引起的含气地层沉降变形的预测方法。结果表明,在经历了形成过程中的自然脱湿后,储集层砂土被进一步压密,而工程放气措施引起的水浸或再吸湿过程中,单由饱和度或吸力减小所引起的砂土湿化变形量很小,可忽略其工程影响;有控放气措施下,由气体释放引起的浅层含气地层沉降沿气藏厚度自上而下依次递减,总沉降量约为气藏总厚度的1‰～5‰。  相似文献   

杭州地铁储气砂土的抗剪强度特性试验研究与预测分析   总被引：3，自引：1，他引：2  

王勇  田湖南  孔令伟  郭爱国 《岩土力学》2008,29(Z1):465-469

从地质成因角度分析了杭州地铁原始储气砂层的饱和度和基质吸力的变化范围。利用GDS非饱和三轴试验系统对变化范围内的储气砂抗剪强度特性进行了测定,得到非饱和储气砂土的抗剪强度指标。试验结果表明, 砂土抗剪强度随吸力的增大而增加,当含水率大于残余含水率时,吸力对储气砂土的抗剪强度影响较为显著;小于残余含水率时,吸力对储气砂土的抗剪强度的贡献较小。将强度试验值与各抗剪强度预测公式的预测值进行了对比分析,认为公式 可合理地用于表述杭州地铁储气砂土的抗剪强度特性。  相似文献   

孔压静力触探用于含浅层生物气砂土工程特性的试验研究     

郭爱国  孔令伟  陈建斌  钟方杰 《岩土力学》2007,28(8):1539-1543

含浅层生物气的砂土是一类特殊的非饱和土,由于此类砂土中含有封闭的生物气,生物气的存在对砂土的工程性质影响较大,使其有着有别于一般饱和砂性土的特殊工程特性。采用孔压静力触探仪,对砂土是否含有生物气进行了初步判别,然后对生物气释放前后砂土的承载性能进行了现场和室内试验对比研究,认为在含气砂土不发生渗透破坏的情况下生物气的缓慢释放会提高砂土的承载力,对砂土上部建筑物的稳定是有利的。  相似文献   

含浅层生物气砂土孔压静力触探试验研究     

郭爱国  孔令伟  陈建斌  钟方杰 《岩土力学》2006,27(Z2):579-584

含浅层生物气的砂土是一类特殊的非饱和土,由于此类砂土中含有数量不等的生物气,生物气的存在对砂土的工程性质影响较大,使其有着有别于一般砂性土的特殊工程特性。本文采用孔压静力触探仪,对河湖相沉积的砂土是否含有生物气进行了初步判别,然后对生物气释放前后砂土的承载性能进行了现场和室内试验对比研究,认为在不发生渗透破坏的情况下,生物气的缓慢释放会提高砂土的承载力,有利于砂土上部建筑物的稳定。  相似文献   

不同粒径级砂土渗透特性试验研究   总被引：5，自引：0，他引：5  

苏立君  张宜健  王铁行 《岩土力学》2014,35(5):1289-1294

渗透性是砂土的重要工程性质之一,影响砂土渗透性的因素有很多,比如土体密实程度、土颗粒自身特性、流体性质等,其中孔隙率与颗粒粒径是两个重要影响因素。而以往基于混合粒径的天然砂土的研究很难分别对这两个因素进行独立的研究。基于此,首先开展了单一粒径级砂土的常水头渗透试验,分别研究了同一粒径级砂土渗透系数随孔隙率的变化和同一孔隙率下不同粒径级砂土渗透系数随均值粒径的变化规律。试验结果显示,渗透系数随着孔隙率的增加而线性增加、随均值粒径二次方的增加而线性增加,其中均值粒径的影响较大,其变化能导致渗透系数量级上的差异。在此基础上,开展了多粒径混合砂土的渗透试验,讨论了曲率系数、不均匀系数等级配参数对渗透性的影响,从而将单一粒径级的研究成果推广到天然砂土,最终拟合出渗透系数与相关影响因素的经验公式,以便工程实践参考使用。  相似文献   

植被增渗效应对花岗岩残积土浅层滑坡的影响机理研究          下载免费PDF全文

陈敬业  王钧  宫清华  袁少雄  许安泽  罗依珍 《水文地质工程地质》2023,(3):115-124

华南地区台风暴雨诱发的滑坡往往呈浅层、流态化、群发性等特征,大量调查发现植被增渗效应对花岗岩残积土滑坡的形成具有显著影响,但目前研究大多探讨植被根系对土体渗透性的影响,未能揭示植被增渗效应对浅层滑坡的影响机理。基于此,以“2019.6.9”广东省龙川县群发性滑坡灾害为例,通过大量现场勘查,查明滑坡区域地质环境条件与植被发育情况,分析植被对浅层滑坡的增渗效应;采用“双环入渗法”测得不同植被样地的入渗速率,分析其下渗过程和渗透规律;选取典型滑坡剖面,建立地质模型,运用Geo-Studio软件对强降雨条件下浅层滑坡渗流规律和土体应力-应变特征进行模拟;最后结合模拟结果和现场调查情况,分析强降雨条件下植被增渗效应对浅层滑坡的影响机理。结果表明：植被能够有效地增强土壤渗透能力,渗透能力大小依次为针叶林地、灌木林地、裸土地;在植被增渗效应影响下,雨水入渗到根土复合层底部会发生滞水现象,浅层土体迅速趋于饱和,土体中孔隙水压力及渗流力瞬时剧增,土体饱水使得残积土发生软化,同时边坡自重增加,最终导致斜坡失稳。研究结果可为华南地区暴雨群发性滑坡的形成机理、预警预报等提供科学依据,具有重要的意义。  相似文献   

浅层气地层对地铁隧道稳定性影响模型试验研究     

王勇  孔令伟  郭爱国  周小生  樊友杰 《岩土力学》2010,31(11):3423-3429

根据杭州地区地下浅层气的分布规律和赋存特点,结合杭州地铁工程,设计了一套模型试验系统。借助物理模型试验,研究了浅层含气土层中气体释放和再回聚对地铁隧道受力稳定性的影响。试验结果表明,在含浅层气地层中穿过的地铁隧道,土中气体的释放和再回聚会使隧道产生附加变形与附加内力;气体变化过程对隧道管片截面相对变形和内力的影响较弱,而对隧道整体变形则具有显著影响;气体释放后的再回聚过程对隧道结构变形和内力的影响明显小于前期的气体释放过程。处于含浅层气地层区域的地铁隧道,应将隧道的整体稳定性作为控制重点,并且施工前,宜将地层中气体进行超前有控排放,以减弱后期给地铁工程带来的不利影响。  相似文献   

地铁建设中浅层气危害防治对策研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

郭爱国  孔令伟  沈林冲  张金荣  王勇  秦建设  黄先锋 《岩土力学》2013,34(3):769-775

杭州地铁1号线在勘察过程中发现很多区段在埋深15～35 m的土层中存在一定压力的浅层气,浅层气的存在不但对勘察的安全实施构成一定的威胁,而且会影响地铁构筑物的正常施工,如果采取的防治措施不当,还会进一步威胁到地铁的后期运营。浅层气问题是杭州地铁1号线建设中遇到的难题之一,但目前国内外在地铁建设中大范围遇到浅层气的实例还比较少,防治浅层气危害的方法和积累的经验都十分有限。在综合分析研究杭州地区浅层气和含气土层工程特性的基础上,考虑杭州地铁工程不同建设阶段的特点,结合在实际工程的经验,以及室内试验和监测结果,提出有针对性的危害防治对策,为地铁工程建设和后期运营的安全提供帮助,也可为类似地区地下工程的建设提供参考。  相似文献   

采用密闭取心和改装静力触探仪勘察第四系有害气体     

李粮纲  赵永刚  余雷 《煤田地质与勘探》2009,37(5):72-76

长江三角洲一些城市的地铁工程勘察过程中发现了具有较高压力的第四系浅层天然气。鉴于第四系浅层天然气对地铁建设工程的危害,针对杭州地铁遇到的第四系有害气体的特点,采用横波地震法确定了有害气体的分布范围;采用密闭取心法查明了有害气体的赋存规律;采用改装型静力触探仪法查明了有害气体的成分、气源层、储气层、埋藏深度和压力。工程勘察结果表明,达到了杭州地铁工程第四系有害气体勘察的目的。   相似文献   

常剪应力路径下含气砂土的三轴试验   总被引：1，自引：0，他引：1  

孔亮  刘文卓  袁庆盟  董彤 《岩土力学》2019,40(9):3319-3326

天然气水合物完全分解时,产生的气体使得能源土孔隙压力急速增加,有效应力减小,进而引起土体液化破坏。此时深海能源土斜坡的应力状态与静力液化失稳过程可简化为含气土在常剪应力排水(或不排水)应力路径下的破坏问题。以此为背景,提出了制备含气砂土试样的改进充气管法,并开展了含气砂土的常剪应力路径三轴试验。22组试验结果表明:同一孔隙比的含气密砂在不同围压与常剪应力下具有相同的失稳线;含气砂土试样失稳时的应力比和体变均随初始相对密实度的增大而增大;含气密砂在常剪应力路径下饱和度对失稳特征影响的规律性在排水与不排水条件下均不明显,但在不排水条件下含气砂土的孔压(或体变)对变形的敏感性降低;含气密砂在常剪应力路径到达失稳点之后,排水条件下是瞬变的液化鼓胀破坏,不排水条件下是渐变的剪切破坏。  相似文献   

杭州湾浅层储气砂土的持水特征曲线试验研究     

钟方杰  孔令伟  朱建群 《岩土力学》2007,28(Z1):34-39

利用GDS三轴系统4D应力路径模块,进行了不同围压下含浅层生物气非饱和砂土的持水特征试验。分析不同围压对持水特征曲线形态的影响。结果表明,随着围压的施加与增大,非饱和砂土持水能力逐渐减弱。应用所得持水特征曲线进行含浅层气砂土中气藏压力状态的分析预测,结果表明,使用无围压下持水特征曲线进行预测是偏于安全的  相似文献   

DEM study on the undrained mechanical behavior of gassy sand     

Hong  Juntian  Xu  Ming 《Acta Geotechnica》2020,15(8):2179-2193

Exploitation of gas hydrate requires an improved understanding of the behavior of gassy soil. In this study, a numerical simulation technique is proposed that uses the discrete element method (DEM) to evaluate the undrained mechanical behavior of gassy sand, which consists of three phases—sand particles, water, and gas. The governing equation of gassy sand under undrained condition is derived and incorporated into the DEM simulation, in which gas solution and exsolution are considered. Undrained isotropic unloading and undrained triaxial compression tests on gassy sand samples with dissolved methane and carbon dioxide are simulated. Reasonable consistency is found when the simulation results are compared with experimental observation and theoretical calculation. The simulation highlights the significant influence of the gas solubility on the undrained behavior of gassy sand. The micro-responses of the observed phenomenon are also investigated.

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含气砂土静止侧压力系数的试验研究          下载免费PDF全文

肖先波 《水文地质工程地质》2010,37(2):76-78

针对现行工程设计和数值分析中土的静止侧压力系数K0大多依经验确定并取定值的缺陷,对非饱和含浅层气砂土的K0取值问题开展系统的室内K0固结试验研究。结果表明,含气砂土K0值并非常数,砂土的含水率和密实度均对其有影响;其值随含水率的增大而增大,随密实度的增加而减小,密实度相对于含水率对K0的影响更为显著;工程设计中取松散饱和状态下砂土的K0值是偏于保守和安全的。  相似文献