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烟台水封能源洞库水幕钻孔布设方案优化 总被引：1，自引：0，他引：1
《地质科技情报》2016,(6)
地下水封能源洞库是目前我国石油战略储备基地的重要工程建筑。水幕巷道的水幕钻孔布置是保障和检验洞库本身水封气密性的关键工程措施,其对应的水幕效率试验则是水封能源洞库中核心水文地质试验。目前,水幕钻孔的布置及水幕效率试验主要参考国外公司的工程经验,操作流程为初始阶段等间距布置的多阶段线性工作过程,耗费时间较长。为进行优化,依托烟台某商业储备库工程项目,从子库区裂隙统计入手,利用数值模拟软件Fracman建立了研究区离散裂隙网络,并通过立方定律求其渗透系数张量;分析了渗透系数张量特征,对水幕效率试验中的低水幕效率岩体进行了预判,并与实际试验结果进行了对比,根据一致性较好的模拟结果提出了基于离散裂隙网络模型的初始阶段不等间距的水幕钻孔布设及水幕效率试验思路。 相似文献
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地下水封洞库工程是我国正在大力实施的战略石油储备重点工程,研究建库裂隙岩体的连通性是评价水封效果的关键。结合地下水封洞库工程的岩体特征,以钻孔电视成像技术为手段,通过分析影像中结构面位置、地质特征等,建立不同钻孔间结构面连通的条件,并分析了钻孔ZK11和ZK12,ZK12和ZK14的变质分异结构面的几何连通性;以洞库区钻孔地下水位的陡降与施工巷道开挖的相关关系,建立了巷道地下水排泄与钻孔水位下降的水力联系,分析了结构面的水力连通性;通过几何连通和水力连通的综合分析,确定了深部岩体结构面的连通性。研究结果表明,施工巷道开挖引起钻孔地下水位的显著下降,两者存在明显水力联系;变质分异结构面(J)在钻孔ZK12、ZK11和①号施工巷道0+379.424m处满足位置连通、结构面特征连通和水力连通,为连通性结构面;结构面(J′)在钻孔ZK12和ZK14处满足位置连通和结构面特征连通,不满足水力连通,为非连通性结构面。这对地下工程深部岩体结构面连通性的研究具有参考和借鉴价值。 相似文献
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进行地下水封洞库的水封条件分析评价必须获得准确可靠的建库岩体渗透性参数,而获取岩体渗透系数常用的传统水文地质试验方法存在明显的不足。为了试验数据的精确性,文章基于广义径向流（GRF）理论,依托烟台某地下水封洞工程,以丙烷洞库交通巷道钻孔为例,开展压水试验并采用非稳定流理论的GRF模型优化解析试验数据,结合电导率测井试验确定导水裂隙位置并求出裂隙范围内的渗透系数。试验结果表明:GRF模型比稳定流模型解析结果大1~2倍。原因在于裂隙岩体进行分段压水时,各段水流维度不一,传统稳定流理论假设水流维度只有二维流,而GRF模型为空间n维裂隙流用压水过程全部数据进行拟合,不同时段在相应维度下进行计算,因此其求算的渗透系数K更接近于试验段真值,具有更好的兼容性和实用性。同时利用电导率测井试验计算长度（导水裂隙范围）远远小于压水试验段计算长度的特点,可将GRF模型解析得出的分段渗透系数做进一步细化平均以提高压水试验解析结果的精度,为水封洞库效果评价、洞库涌水量预测提供更加科学可靠的数据基础。 相似文献
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深部开采上覆岩层采动裂隙网络演化的分形特征研究 总被引：2，自引：0，他引：2
借助相似模拟材料模型试验,模拟了在深部开采条件下上覆岩层采动岩体裂隙分布状态,运用分形几何理论研究了采动岩体裂隙网络分形维数随开采宽度、采场矿山压力、岩层沉降的动态演化规律,并分析了断层对采动岩体裂隙网络分布演化的影响以及采动岩体裂隙网络在三带的分布特征。结果表明：随开采宽度增加,采动岩体裂隙网络分形维数呈现总体增大趋势,在断层影响下表现出降维特点;分形维数与超前工作面压力和岩层沉降均具有非线性关系;三带采动岩体裂隙网络均具自相似性,冒落带、裂隙带、弯曲带分形维数比为1.082 3:1.139 4:1。 相似文献
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裂隙岩体渗透系数确定方法研究 总被引：3，自引：0，他引：3
裂隙岩体渗透系数以及渗透主方向的确定对研究岩体渗透性大小及各向异性具有重要意义。高放废物地质处置库介质岩体的渗透性能将直接影响其使用安全性。本文运用离散裂隙网络模拟的方法对我国高放废物处置库甘肃北山预选区3#钻孔附近裂隙岩体进行了渗透性质分析。通过对3#钻孔171.5~178.0m段压水试验数据的反演,标定了离散裂隙网络渗流模型中的裂隙渗透参数(导水系数T)。利用标定的离散裂隙网络模型对场区裂隙岩体进行了渗流模拟,确定了该区域裂隙岩体的渗流表征单元体(REV)的尺寸大小以及渗透主值和主渗透方向。运用离散裂隙网络模型计算得出的渗透主值的几何均值与现场压水试验计算结果较接近,证明了计算结果的有效性。 相似文献
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影响地下水封石油洞库场址条件优劣的因素较多,除了相关的地质环境因素外,同时还应考虑石油运输的经济性和施工的便利性。在我国第一批国家石油储备基地地下储备库调研和勘察工作的基础上,从场址工程地质条件、技术经济条件、施工条件方面提出地质构造、地形地貌、岩体强度等10个影响地下水封石油洞库场址优劣性的因素,并确定了它们对应的量化指标;以这10个影响因素为评价指标,确定了地下水封石油洞库场址优劣等级的评价标准;详细介绍了可拓综合评价方法和程序,并建立了地下水封油库场址优劣等级可拓评价模型。将这套评价方法在惠州地下水封油库工程中进行应用,验证了评价标准和评价方法的可靠性,评价结果表明惠州地下水封油库场址属于优等场址。 相似文献
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区域稳定性分析对于地下水封洞库科学合理的选址具有重要意义。首先,根据地下水封洞库建库选址基本原则,在充分考虑我国主要大型码头与炼油厂分布的基础上,提出了我国环太平洋西海岸地区地下水封洞库区域稳定性研究区范围。其次,在分析地下水封洞库区域稳定性影响因素并考虑目前所掌握相关数据、资料的基础上,确定区域性断裂带、地震峰值加速度、地层岩性、大地热流值为区域稳定性评价的敏感因子,并根据对区域稳定性影响的大小对各敏感因子划分等级。最后,采用因子叠加法,并利用MAPGIS软件对研究区的稳定性进行了空间叠加分析,得到了研究区区域稳定性评价结果,为我国后期大型地下水封洞库规划选址提供了参考和支撑。 相似文献
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大型地下水封石洞油库是目前国内外石油战略储备的重要方式,为保证该类大断面不支护地下洞室群的稳定,需优化洞室群的布置。在分析山东某地下水封洞库群工程地质条件的基础上,建立洞室群数值模型。根据三轴试验、围岩RMR（rock mass rating）分类和广义Heok-Brown准则估计了II、III和IV类围岩的岩体力学参数。以洞室埋深、轴向和间距为因素,采用正交设计的方法进行数值试验,以关键点位移和塑性区面积作为评价指标对试验结果进行直观分析,得到对洞室围岩变形和塑性区面积影响最显著的为洞室轴向,并研究了轴向对围岩变形和塑性区面积的影响,得到该水封洞库洞室群的最优布置方案为埋深-60.0 m,轴向N30°W,间距为25 m。其研究结果对地下水封洞库洞室群的布置具有一定工程意义和理论价值。 相似文献
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储层的微相砂体类型、几何规模特征及分布规律是分析地下油水运动规律基础。充分利用密闭取心资料,精细剖析了双河油田扇三角洲前缘储层沉积微相及其分布。在扇三角洲前缘主要发育水下分流河道、河口坝、远砂坝、前缘席状砂体、分流间湾、水下溢岸砂体、重力流砂体、前三角洲泥等8种微相砂体。微相类型及其分布控制着油水井的产液及吸水能力,控制着注入水的地下运动方式,因此利用沉积微相的研究成果,对找准剩余油富集区及强化采油可以起到较好的效果。 相似文献
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地下水封油库围岩地下水渗流量计算 总被引：6，自引：0，他引：6
为准确地计算特大型地下水封储油岩洞库地下水的渗流量,根据现场调查、测试与监测以及室内外物理力学试验,采用了三维多孔连续介质流-固耦合有限差分数值模拟计算分析软件模拟地下水渗流场。提出了一种适用于特大型地下水封储油岩洞库地下水渗流量计算的合理方法。经与法国专家经验法、大岛洋志经验式、《铁路工程水文地质勘测规范》（TB10049－96）等方法的计算结果进行比较,结果比较接近。该计算方法适用于试验数据和资料匮乏的可行性研究阶段的特大型地下水封储油岩洞库围岩地下水渗流量或涌水量的计算;考虑地下水流-固耦合分析时,单洞室的涌水量比只考虑地下水流动作分析时稍小;考虑流-固耦合作用比不考虑流-固耦合作用时围岩地下水的最大渗流速度稍小。 相似文献
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裂隙随机分布条件下地下石油洞库水封性评价 总被引：2，自引：0，他引：2
以国内首个大型地下水封石油洞库工程为背景,在考虑洞库围岩节理裂隙的随机分布特征基础上,采用离散介质 流-固耦合理论对大型地下石油洞库水封性进行了评价。介绍了地下水封储油洞室水封原理与水封准则。通过室内结构面剪切试验获得了结构面参数,采用Barton-Bandis剪胀模型对结构面参数进行了校验。根据库区节理裂隙统计结果,建立了洞库围岩的随机节理裂隙网络模型。分析了不同水幕压力条件下洞室开挖后地下水压力分布情况、涌水量大小和洞库围岩变形与受力情况。分析表明：在水幕压力大于或等于75 kPa的条件下,洞室周围地下水压力满足水封准则;在水幕压力为75 kPa条件下各洞室涌水量在0.003~0.015 m3/d之间,拱顶沉降量在16~32 mm之间。研究结果可为地下水封石油洞库水幕系统设计提供依据。 相似文献
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Experimental investigation of fracture propagation and inrush characteristics in tunnel construction
It is well known that water inrush during excavation is one of the greatest challenges in modern underground engineering. However, the fracture propagation and inrush characteristics induced by excavation and high-pressure water are poorly understood due to the lack of an appropriate experimental apparatus and an online and real-time monitoring approach. Accordingly, a model test system for the simulation of water inrush during excavation and water injection was developed. Acoustic emission (AE) monitoring during excavation and injection was used to investigate the fracture propagation and water-inrush channel formation in the host rock. Three distinct stages were observed in the AEs over time and were related to the fracture propagation during excavation and injection, namely fracture initiation, fracture extension, and unstable fracture growth (fracture network). The AE results exhibited an increase in AE activities and changes in the AE spatial correlation during the excavation and during the increase in injection pressure. A comparison of photographs of the water-inrush locations and the mechanical characteristics obtained from the AE test verified the proposed method. The results provide valuable insights and a suitable method for the investigation of the mechanism of water inrush in underground engineering.
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E. Karimzade M. Sharifzadeh H. R. Zarei K. Shahriar M. Cheraghi Seifabad 《Arabian Journal of Geosciences》2017,10(9):206
Groundwater flow is a major issue in underground opening in fractured rocks. Because of finding the fracture connectivity, contribution of each fracture in flow, and fracture connectivity to excavation boundary, the prediction of water flow to underground excavations is difficult. Simulation of fracture characteristics and spatial distribution is necessary to obtain realistic estimation of inflow quantity to tunnel and underground excavations. In this research, a computer code for three-dimensional discrete fracture network modeling of water inflow into underground excavations was developed. In this code, the fractures are simulated as ellipsoid while geometrical properties of the fractures are reproduced using a stochastic method. Properties such as the size, orientation, and density of the fractures are modeled by their respective probability distributions, which are obtained from field measurements. According to the fracture condition, the flow paths in rock mass are determined. The flow paths are considered as channels with rectangular sections in which channel width and fracture aperture determine geometry of channel section. Inflow into excavation is predicted ignoring matrix permeability and considering the hydrogeological conditions. To verify presented model, simulation results were compared to a part of the Cheshmeh-Roozieh water transfer tunnel in Iran. The results obtained from this research are in good agreement with the field data. Thus, the average of the predicted inflow has just an approximation error equal to 17.8%, and its standard deviation is 8.6 l/s, which is equal to 21% of the observed value that demonstrates low dispersion of the predicted values. 相似文献