Numerical modeling of multiphase fluid flow in deforming porous media: A comparison between two- and three-phase models for seismic analysis of earth and rockfill dams     

A.R. Khoei  T. Mohammadnejad 《Computers and Geotechnics》2011

In this paper, a fully coupled numerical model is presented for the finite element analysis of the deforming porous medium interacting with the flow of two immiscible compressible wetting and non-wetting pore fluids. The governing equations involving coupled fluid flow and deformation processes in unsaturated soils are derived within the framework of the generalized Biot theory. The displacements of the solid phase, the pressure of the wetting phase and the capillary pressure are taken as the primary unknowns of the present formulation. The other variables are incorporated into the model using the experimentally determined functions that define the relationship between the hydraulic properties of the porous medium, i.e. saturation, relative permeability and capillary pressure. It is worth mentioning that the imposition of various boundary conditions is feasible notwithstanding the choice of the primary variables. The modified Pastor–Zienkiewicz generalized constitutive model is introduced into the mathematical formulation to simulate the mechanical behavior of the unsaturated soil. The accuracy of the proposed mathematical model for analyzing coupled fluid flows in porous media is verified by the resolution of several numerical examples for which previous solutions are known. Finally, the performance of the computational algorithm in modeling of large-scale porous media problems including the large elasto-plastic deformations is demonstrated through the fully coupled analysis of the failure of two earth and rockfill dams. Furthermore, the three-phase model is compared to its simplified one which simulates the unsaturated porous medium as a two-phase one with static air phase. The paper illustrates the shortcomings of the commonly used simplified approach in the context of seismic analysis of two earth and rockfill dams. It is shown that accounting the pore air as an independent phase significantly influences the unsaturated soil behavior.  相似文献   

鄂尔多斯盆地马家沟组白云岩地球化学特征及白云岩化机制分析   总被引：8，自引：1，他引：7  

苏中堂  陈洪德  徐粉燕  魏柳斌  李洁 《岩石学报》2011,27(8):2230-2238

由岩石学和地球化学研究表明:马家沟组白云岩主要为泥微晶白云岩和晶粒白云岩两种。泥微晶白云岩常与石膏或岩盐伴生,阴极发光呈中等橘红色光,有序度低,具较高的Sr、Na含量,与泥晶灰岩具相似的δ¹³C分布区间及稀土元素配分模式,Sr同位素值接近同期海水,包裹体均一温度近于地表温度,表明白云岩化流体为与海水密切相关的高盐度流体,为准同生白云岩化,可用蒸发泵模式解释其成因。晶粒白云岩伴生矿物少,偶见黄铁矿,晶体结构多曲面他形,阴极发光为中-弱橘红色光,有序度高,Sr含量较低,Na、Mn含量与泥微晶白云岩相近,稀土元素配分模式与泥微晶白云岩相似且与泥微晶灰岩相近,δ¹³C分布区间与泥微晶灰岩趋于一致,包裹体均一温度较高,说明晶粒白云岩与泥微晶白云岩具相似的白云岩化流体,该种白云岩为埋藏白云岩化,上覆沉积物不断压实封存卤水使其侧向流动为白云岩化提供了源源不断的Mg离子。  相似文献   

西藏波龙斑岩铜金矿床的Re-Os同位素年龄及其地质意义   总被引：28，自引：5，他引：23  

祝向平  陈华安  马东方  黄瀚霄  李光明  李玉彬  李玉昌 《岩石学报》2011,27(7):2159-2164

波龙斑岩铜金矿紧邻多不杂矿床,是多龙矿集区内新发现的一个超大型矿床。波龙矿床早期有两次成矿花岗闪长斑岩侵位,随后较晚期花岗斑岩侵位;地表广泛分布绢英岩化蚀变,深部发育钾化。本文对采于波龙斑岩型铜金矿床内石英-辉钼矿脉中的4件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素测试,获得等时线年龄为119.4±1.3Ma (MSWD=0.63, n=4)。此年龄代表了波龙矿床的成矿年龄,与多不杂斑岩型铜金矿床的成矿年龄一致。波龙和多不杂斑岩型铜金矿床紧邻,并具有一致的成矿年龄,可能表明两个矿床的成矿受控于相同的构造-岩浆-成矿事件;斑岩铜矿具有成群分布的特征,波龙和多不杂斑岩铜金矿床的发现也暗示多龙矿集区具有找到其他大型斑岩铜金矿的潜力。  相似文献   

应用于非开挖中减小扭矩的二糖有机物的室内研究          下载免费PDF全文

童红梅  明磊 《探矿工程》2011,38(4):61-63

非开挖工程常会遇到的淤泥质高粘土土层,施工中往往需要较大的剪切力才可以破坏土体,因此常常会导致钻杆扭矩过大,导向和扩孔难以进行,造成施工困难,延误工期等后果。针对此类地层,通过室内试验研究和对分子结构的作用机理的分析,介绍了一种应用到钻井液中能有效地解决该类地层中的高扭矩问题的常见二糖有机物,并在实际工程中得到有效应用。  相似文献   

地层温度对科学超深井井壁稳定的影响          下载免费PDF全文

张培丰 《探矿工程》2011,38(10):1-5

井壁稳定问题包括井壁坍塌和地层破裂2种基本类型,科学超深井钻探的目的层是处于高地应力、高地温和高地层压力的深部岩层,井壁稳定问题更加突出。以12000 m科学超深井为例,从地层温度入手,分析钻井液循环温度变化所引起的当量静态钻井液密度和环空压力当量密度的变化,以及温梯应力、温差应力对井壁稳定的影响。  相似文献   

安徽铜陵狮子山铜矿田地球化学特征综述   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

瞿泓滢  刘宏伟  裴荣富  李进文  王永磊 《地质找矿论丛》2011,26(3):239-248

安徽铜陵狮子山矿田是铜陵矿集区内储量最大的铜（金）矿田。矿田内矿床类型多样,成矿作用复杂,分布有东狮子山、西狮子山、大团山、老鸦岭、冬瓜山和花树坡等铜（金）矿床。这些矿床均围绕岩体产出,多数为隐伏矿,赋存于上石炭统一中三叠统的不同层位,在空间上具有明显的分带特征,由下向上依次为层控夕卡岩型、夕卡岩型和热液脉型矿床。其中...  相似文献   

苏77-5-8H井大斜度穿煤层安全钻井技术          下载免费PDF全文

柯学  李继营  池崇荣  刘志良 《探矿工程》2011,38(12):13-17

苏77-5-8H井为苏里格气田苏77区块第一口利用水平井提高山23组开发效益的大斜度穿煤层水平井,目的层山23储集砂岩上部发育厚度25～30 m的碳质泥岩和煤层段,由于煤系地层的特殊性,钻进过程中易坍塌,且煤系地层正好处于入靶前的造斜井段,钻井施工难度大、风险高。在分析了煤层井壁稳定机理基础上,针对苏77区块地层特性和水平井钻井施工的难点,分析了该井主要技术难点,重点从井眼轨迹轨道设计优化、轨迹控制及施工技术措施和钻井液技术等方面对该井安全技术进行了全面的介绍,为今后同类井钻井提供可参考的经验。  相似文献   

CO_2-H_2O流体不混溶对Au溶解度的影响——以贵州省贞丰县水银洞金矿床为例     

李保华  顾雪祥  李黎  徐仕海  付绍洪  陈翠华  董树义 《中国区域地质》2011,(5):766-772

运用热力学原理和方法,研究了CO2-H2O流体不混溶作用对Au的溶解度的影响。结果表明,贵州水银洞金矿床的成矿流体是一种富含挥发分（fCO2=70.79MPa）、酸性（pH=3.71）、还原性（fO2=0.50×10-36MPa）、中温（267℃）、具有超压（180MPa）性质的含Au（a∑Au=3.744×10-8mol/L）流体。当超压流体的封闭层——炭质页岩因断裂作用而被破坏时,热液体系的压力发生骤降（28.50～35.30MPa）,CO2-H2O流体发生不混溶作用,并有大量CO2溢出。CO2的流失可使成矿溶液的CO2逸度和O2逸度降低（fCO2=0.80MPa、fO2=2.512×10-42MPa）,酸碱度升高（pH=4.32）,同时伴随温度的下降（224℃）,成矿热液中Au溶解度的降低（a∑Au=3.790×10-9mol/L）,从而快速沉淀下来成矿。  相似文献   

破碎地层孔壁稳定技术的探讨与实践          下载免费PDF全文

胡继良  陶士先  纪卫军 《探矿工程》2011,38(9):30-32,64

在破碎地层钻探施工中,提高破碎带地层破碎岩块之间的胶结力、快速封堵地层裂缝形成完整孔壁及适当的冲洗液密度是破碎地层孔壁稳定的关键。防塌型随钻堵漏剂、改性沥青的加入能有效封堵地层裂缝,提高孔壁承压能力。LBM冲洗液体系和接枝淀粉冲洗液体系具有良好的造壁性能和流变性能,在破碎地层施工中取得良好的使用效果。  相似文献   

冻土区天然气水合物勘探低温钻井液理论与试验   总被引：3，自引：2，他引：1       下载免费PDF全文

杨葳  杨阳  徐会文 《探矿工程》2011,38(7):29-31,56

天然气水合物是在特定的低温与高压条件下形成的产物。在天然气水合物勘探工作中,低温钻井液是获得天然气水合物真实样品的重要保证条件之一。低温钻井液应具有低的冰点、良好的抵制能力与良好的流动性。结合天然气水合物勘探工作的特点,在试验的基础上,对比分析了PAM、PHPA、PAC-141、Na-CMC与KHm的分子结构、官能团的种类与数量对钻井液的防塌能力和流动性的影响,得出了几种处理剂的耐低温能力大小的顺序为：PAC-141〈PHPA〈PAM〈Na-CMC〈KHm,为天然气水合物勘探中低温钻井液的配制与使用,奠定了重要的基础。  相似文献