基于钻进能量理论的隧道凝灰岩地层界面识别及围岩分级方法     

田昊  李术才  薛翊国  邱道宏  苏茂鑫  王凯 《岩土力学》2012,33(8):2457-2464

钻机钻进过程中钻头旋转产生的扭矩以及作用于钻头的轴推进力是破碎岩石的能量来源,当钻进条件确定时,可用破碎单位体积岩石的实际能耗来反映岩石的物理力学性质。基于此原理在青岛胶州湾海底隧道FK4+375.5的上断面进行了超前地质探孔作业,得到凝灰岩地层中的钻进参数及钻进能量随钻头位移的变化曲线,并利用能量理论对钻进过程中监测的钻机参数进行分析,研究发现：在凝灰岩中,数字钻机参数与围岩岩性响应程度较高,围岩完整、坚硬、无裂隙水时,整体钻进参数值较高;围岩裂隙发育、含水或有断层、夹泥层时,钻进速度、推进力、转速、扭矩、打击能等数据会突变,其值变小。分析所得结果与钻孔取芯、TSP超前预报等物探手段得到的结果基本一致。并采用能量法对围岩进行分析,利用钻进比能划分相应的岩体区段,判断出围岩等级。通过对能量曲线的分析发现,在凝灰岩地层中,当钻进能量小于0.95 kJ时会出现断层或较大的节理裂隙区。  相似文献   

模拟不同气候条件下碳酸盐岩风化作用的淋溶实验研究   总被引：3，自引：3，他引：0  

冯志刚  马强  李石朋  梁连东  王世杰 《中国岩溶》2012,31(4):361-376

通过模拟干热、湿热与干冷3种气候条件,以饱和CO2水作为淋溶液,对黔中岩溶区3条碳酸盐岩风化壳岩-土界面的岩粉层试样进行了淋溶实验(其中干热、湿热条件下淋溶到残余酸不溶物阶段),对淋出液的pH值以及主要造岩元素的浓度进行了动态分析。结果表明,碳酸盐岩风化壳岩-土界面由岩到土的转变过程中,伴随碳酸盐的溶蚀,酸不溶物已表现出明显的风化倾向。碳酸盐的溶蚀强度表现为干冷>干热>湿热的变化趋势。温度低,碳酸盐的溶解速率大;排水条件好,碳酸盐溶解释放的Ca、Mg易随风化流体排出体系。对于酸不溶物组分,淋溶实验中有:(1)K、Na、Mg、Si、P的载体矿物风化强度在干热条件下最大(至于Ca,由于方解石与白云石均是其主要的载体矿物,酸不溶物相中的Ca难以在淋出液中有效识别)。在干冷与湿热之间,K、Na、Mg等盐基离子的溶出能力大多表现为湿热>干冷,指示了温度对盐基离子释放强度的重要制约作用;而Si和P未表现出一致的变化趋势,可能源于淋溶体系微环境的差异。(2)Fe与Mn表现出弱迁移性。其中,Fe在干冷环境下淋出强度最弱,说明温度是制约含Fe矿物分解速率的重要因素。而Fe在干热与湿热之间,以及Mn在3种淋溶条件下,未呈现出一致的变化趋势。(3)Al和Ti在碳酸盐岩风化过程中表现出强烈的惰性。   相似文献   

超长灌注桩桩-土界面剪切模型及其有限元模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

王卫东  李永辉  吴江斌 《岩土力学》2012,33(12):3818-3824

由于超长灌注桩为摩擦型桩,建立合适的桩-土界面剪切模型将成为合理且有效地模拟分析其承载变形特性的关键。基于超长灌注桩桩侧摩阻力? 随桩-土相对位移w发挥性状,将? - w关系定义为硬化和软化两种类型,进而将桩侧摩阻力发挥模式分为全硬化模式、全软化模式和混合模式。建立超长灌注桩桩-土界面剪切硬化模型和软化模型,运用ABAQUS二次开发子程序FRIC将建立的剪切模型嵌入有限元,实现剪切模型的有限元模拟,单桩算例表明,剪切模型在ABAQUS中实现是成功的。运用建立的桩-土界面剪切模型对现场试验试桩进行有限元模拟,模拟结果与实测结果较为吻合,表明所建立的桩-土界面剪切模型及其有限元模拟对于超长灌注桩承载变形计算具有合理性和可行性。  相似文献   

河谷地形对深覆盖层中防渗墙应力变形影响分析     

潘迎  何蕴龙  周小溪  曹学兴 《岩土力学》2013,34(7):2023-2030

为研究河谷地形对深厚覆盖层中防渗墙应力、变形的影响,以某沥青混凝土心墙堆石坝为工程背景,模拟了狭窄河谷和宽深河谷并分别建立有限元模型,坝体材料及覆盖层采用邓肯-张E-B模型,防渗墙与覆盖层、基岩之间的接触关系采用无厚度接触面模拟,进行三维非线性有限元计算,对比分析两种河谷情况下防渗墙的应力、变形情况。计算结果表明：狭窄河谷中,防渗墙沉降和水平向位移及防渗墙与覆盖层的不均匀变形均比宽深河谷小,其中不均匀变形最大减小了24.8%;宽深河谷中,防渗墙受河谷地形约束作用较弱,竖直向压应力较狭窄河谷更大,最大增加了40.3%;防渗墙的竖直向压应力最大值位置受中性点位置和河谷地形的共同影响,其中竖直向压应力最大值约30%来自墙顶坝体土压力,70%来自与覆盖层之间的负摩擦力。其研究结果可为不同地形条件下坝基防渗墙的设计提供参考。  相似文献   

泥河水库春季水-气界面二氧化碳通量与其影响因子的相关性分析     

吕东珂  于洪贤  马成学  黄璞祎 《湿地科学与管理》2010,6(2):44-48

利用静态箱-气相色谱法对泥河水库春季水-气界面二氧化碳通量值进行连续24h观测,对其变化趋势及影响因素加以分析。结果表明:泥河水库24h均为大气CO2的源,其碳通量均值为26.50mg/(m2·h),全天源的极大值出现在1∶00为32.38mg/(m2·h),源的极小值出现在13∶00为20.15mg/(m2·h)。在春季影响泥河水库水-气界面CO2通量变化的主要因素是气温、叶绿素和风速,相关系数分别为0.671、0.625、0.253。结论:水库水-气界面CO2通量的变化是多种因素共同作用的结果,春季水库是大气CO2主要碳源之一。  相似文献   

苏北盆地昌荣区块地震采集实验研究——基于双井微测井的表层调查     

侯献华  杨振京  白良虎  张永生  杨庆华 《地理与地理信息科学》2010,26(6)

该文是在苏北盆地昌荣区块实施三维地震采集之前,对影响采集资料的一些因素所做试验的分析.选择工区内有代表性的两个试验点,利用双井微测井方法进行表层结构调查分析,结果表明工作区近地表为两层结构,确定了虚反射界面的深度;干扰波的调查分析为检波器的组合方式提供了依据;利用双井微测井的分析结果,对比不同井深、药量和组合井的试验,给出了适合工作区的激发参数,为野外生产提供了指导.  相似文献   

Airside velocity measurements over the wind-sheared water surface using particle image velocimetry     

Nasiruddin Shaikh  Kamran Siddiqui 《Ocean Dynamics》2008,58(1):65-79

An experimental investigation of the airflow structure in the near surface region over the wind-sheared air–water interface is reported. The two-dimensional velocity fields in a plane perpendicular to the water surface were measured using particle image velocimetry (PIV) technique over a wind speed range from 1.5 to 4.4 m s⁻¹. The results show a reduction in the mean velocity magnitudes and the tangential stresses when gravity waves appear on the surface. An enhanced vorticity layer was observed immediately above the water surface that extended to a height of approximately 2 cm. The vorticity was enhanced by an order of magnitude, and the energy dissipation rate was enhanced by a factor of 7 in this layer at all wind speeds. The vertical profiles of Reynolds stress, energy production, and dissipation indicate the contribution of surface waves in the enhanced transfer of momentum and energy between the two fluids. The results in this study show that the flow dynamics in a layer immediately adjacent to the water surface whose thickness is of the order of the significant wave height is significantly different from that at greater heights. Thus, it is concluded that the quantitative investigation of the flow in the immediate vicinity of the interface is vital for an improved understanding of the heat, mass, and momentum exchange between air and water. The present study demonstrates that PIV is an effective technique to accurately measure the velocity fields in this region.  相似文献   

Calculation of reflection and transmission coefficients for qP waves incident on a planar interface between isotropic and triclinic media     

Lei Li 《Acta Geophysica》2008,56(2):518-528

In the paper by Chattopadhyay and Rajneesh (2006, “Reflection and refraction of waves at the interface of an isotropic medium over a highly anisotropic medium’, Acta Geophysica, vol. 54, no. 3, pp. 239–249), the authors proposed a process to calculate R/T (reflection and transmission) coefficients at the interface between isotropic and triclinic half-spaces, with incident qP waves in triclinic media. Unfortunately, besides several misprints, the authors made a fatal assumption that there is no transmitted SH wave generated in isotropic media, which led the successive analytical derivations and numerical calculations thoroughly wrong. In this paper, the errors are analyzed at length and corrections are given. Then an alternative approach to solve the problem is proposed and numerical results are shown and discussed.  相似文献   

基于扩展Lagrange乘子的Clough接触面模型及应用     

周伟  靳萍  常晓林  周创兵  胡颖 《岩土力学》2008,29(1):69-74

双曲线接触面本构模型能比较真实地模拟堆石材料与混凝土面板间的接触关系,扩展Lagrange乘子法能比较精确地计算接触面间接触状态。在吸取Clough双曲线接触面本构关系应用于无厚度的Goodman单元和有厚度的Desai薄层单元的成功经验的基础上,将Clough双曲线接触面模型引入扩展Lagrange乘子法进行摩擦接触问题的求解。介绍了基于扩展Lagrange乘子法的序列二次规划法（SQP）提法,详细推导了在扩展Lagrange算法的非线性接触计算中引入Clough双曲线接触面本构关系的数值列式和实施步骤。数值算例和工程实例的计算结果证明该方法是成功的,能够比较真实地模拟堆石-混凝土墙（混凝土面板）之间的接触状态。  相似文献   

弹塑性无厚度接触面单元的本构积分算法及验证     

袁凡凡  詹云刚  栾茂田 《岩土力学》2008,29(3):734-740

对基于理想弹塑性理论框架、屈服准则为Mohr-Coulomb准则、采用非关联流动法则的无厚度接触面单元的本构积分算法进行了探讨,引入非关联的伪屈服函数和伪势函数,提出了将超出屈服面、处于角点应力区的试应力双向返回到屈服面的本构积分算法。据此编制了ABAQUS用户单元子程序,进行了算例验证。结果表明,提出的算法可以较好地实现土与结构物共同作用的有限元数值模拟。  相似文献