水岩作用下泥质板岩软化非线性机制研究     

黄智刚  左清军  吴立  陈福榜  胡圣松  朱盛 《岩土力学》2020,41(9):2931-2942

水岩作用下泥质板岩表现出明显的软化特征。通过单轴压缩试验分析了泥质板岩软化过程中单轴压缩强度、弹性模量和泊松比与吸水时间之间的关系；借助核磁共振试验研究了水岩作用下泥质板岩软化过程中孔隙的产生、扩展和贯通规律，分析了泥质板岩软化过程中孔隙度与吸水时间之间的关系；采用电镜扫描试验分析了水岩作用下泥质板岩软化过程中微观结构的演变规律，基于分形理论研究了不同浸泡时间下泥质板岩分形维数的变化规律；运用非线性动力学理论，选取微观结构孔隙形状分维值、孔隙度、单轴抗压强度、弹性模量作为描述泥质板岩与水溶液相互作用系统的变量，建立了水岩作用下泥质板岩的软化模型，结合试验数据验证了模型的适用性。结果表明：泥质板岩单轴抗压强度、弹性模量随吸水时间增大而减小，呈负线性相关，而泊松比与吸水时间之间的关系不明显；在浸泡初期，水岩作用强烈，泥质板岩内部微孔隙会发生扩展贯通进而形成更大尺寸的孔隙，孔隙度在浸泡初期增长较快；随着浸泡时间的延长，水岩作用减弱，孔隙度增长速率趋缓；随着吸水时间的推移，泥质板岩内部孔隙相互连通，进而形成复杂网状结构的大孔，泥质板岩分形维数呈对数增长，最终趋于稳定；采用非线性模型计算的结果与试验数据较接近，说明泥质板岩的软化过程具有明显的非线性动力学特征，利用非线性动力学模型可以较好地表征水岩作用下泥质板岩的软化规律。研究成果可为软岩?水相互作用理论研究提供参考。  相似文献   

柔性地基上高填方减载式涵洞受力特性     

蒋承轩  陈保国  毛新颖  佘明康 《岩土力学》2019,40(1):275-280

高填方涵洞在我国西部山区高速公路中应用广泛，由于高填方荷载较大以及涵洞-填土之间的刚度差异引起的土压力集中，造成涵洞结构出现一系列病害。为了缓解涵顶应力集中，消除涵洞结构病害，改进了涵洞结构形式，即在一般盖板涵结构的侧墙正上方设置减载块，其与涵洞侧墙为一整体结构；减载块与涵洞顶板形成U型减载孔，在孔内铺设柔性填料，由此构成减载式涵洞结构。利用模型试验和数值模拟方法，分析了柔性地基条件下减载式涵洞的受力特性，结果表明数值模拟结果与模型试验结果一致。此外，讨论了刚性和柔性两种地基条件对减载式涵洞受力的影响规律。研究发现：涵洞在柔性地基条件下减载效果比刚性地基条件更好，涵洞结构受力更合理。实际工程中应该重视对柔性地基的处理，优先考虑满足工后沉降，不应刻意提高地基刚度。  相似文献   

大应变静力触探数值模拟及锥形因子影响因素分析   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

肖先波  李波  王婷  邱敏 《水文地质工程地质》2018,(2):70-76

以模拟圆锥在不排水黏土中的静力贯入和分析其影响因素为目标,假设土体为均质弹性—完全塑性材料且服从Mises屈服准则,采用任意拉格朗日—欧拉(ALE)网格划分技术确保锥尖土体在大应变条件下的网格质量,进行大应变有限元数值模拟,并分析了稳定状态下土体刚度指数、原位应力状态和锥尖粗糙程度对塑性区半径与锥形因子的影响,获得了锥形因子表达式。模拟结果表明:塑性区随着刚度指数的增大而增大,锥尖周围塑性区的径向扩张处于柱形孔扩张和球形孔扩张之间,更接近于球形孔扩张;锥形因子随土体刚度指数、锥尖粗糙程度的增大而增大,随土体原位应力状态参数的增大而减小;得到的锥形因子表达式可以量化土体刚度指数、原位应力状态和锥尖粗糙程度的影响,具有较高的精确度。  相似文献   

贵州省复杂地层地热深井钻探工艺   总被引：9，自引：0，他引：9  

宋继伟 《地质与勘探》2018,54(5):1024-1037

贵州省地矿局组织实施了“贵州省地热深井钻探技术攻关”项目,研究了喀斯特地区复杂地层情况下地热深井钻探中螺杆钻井工艺和空气钻井工艺的适应性,攻克了两种工艺在该地区应用受地层特性限制的相关技术难题。螺杆马达平均寿命达到200小时以上,螺杆钻井工艺较常规钻井工艺钻进机械钻速提高2～3倍;空气潜孔锤单井应用深度超过1500m,空气潜孔锤钻井工艺较常规钻井工艺机械钻速提高10～29.5倍。同时研究了单井多工艺转换接力钻进技术,以及与上述工艺配套使用的钻井液体系。最终形成了一套适合贵州省地质条件地热深井钻探施工并能显著提高钻井效率和经济效益的组合工艺技术体系。该成果能将1口2000m以上地热深井施工周期由原来的8~12个月缩短至4~6个月,将单井平均施工成本由450万元降低至410万元以下。  相似文献   

落石冲击混凝土棚洞力学特性研究     

陈泰江  章广成  向欣 《岩土力学》2022,43(1):277-285

落石冲击棚洞结构作用过程复杂,缺乏统一的落石冲击力表达式。首先,将落石简化为刚性球体,基于Hertz接触理论,推导得到落石冲击力半正弦算法的理论表达式,考虑落石冲击下棚洞的非弹性特征,根据落石与材料碰撞过程中落石加速度曲线特征,采用函数拟合法推导得到落石法向冲击下其冲击力的理论计算方法;然后,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立落石冲击棚洞数值计算模型,研究不同冲击速度下落石冲击棚洞动力特征;最后,与现存常见的多种方法进行对比,得出以下结论：Hertz半正弦法得到的落石冲击力远大于函数拟合法和数值法,而函数拟合法和数值法得到的落石冲击力时程曲线相接近,表明函数拟合法更能反映落石与棚洞接触碰撞动力关系;对比其他计算方法可以得到,Hertz算法适用于分析无能量损失下的弹性碰撞问题,而Logistic算法适用于材料大塑性变形的情况,弹塑性接触理论结果和动力有限元结果存在差异,而采用函数拟合推导的计算方法得到的落石最大冲击力和落石冲击作用时间与动力有限元法更接近,更能反映落石冲击棚洞动力响应特征,推导的落石冲击力计算方法可为工程实践中棚洞防护设计提供理论参考。  相似文献   

俄罗斯油气钻采废弃物处理及其利用研究          下载免费PDF全文

汤凤林  赵荣欣  周欣  段隆臣  Третьяк А.А. 《探矿工程》2022,49(5):202-207

生态安全和环境保护是世界各国都非常关心的问题。地质钻探和石油天然气钻采工作中产生大量废弃物,直接影响生态安全和环境保护,给经济建设和人民生活带来很大的负面影响。俄罗斯钻探工作者对此进行了研究,取得了一定效果。他们主要采用综合处理方法和磁化处理方法。利用这2种方法,废弃物不仅可以再生,而且还可以二次使用,有一定的创新和实际意义,值得引起我们的重视,建议对此进行研究与讨论。  相似文献   

天然气水合物样品带压转移装置的抓捕机构设计          下载免费PDF全文

黄柳松  卢春华  赵慧斌  张涛 《探矿工程》2022,49(1):34-40

在天然气水合物岩心样品的带压转移过程中,岩心衬管抓捕装置是实现样品转移的关键。岩心抓取是在岩心管内进行,属于非可视化操作过程,同时岩心样品和抓捕器都处于高压液体中,岩心衬管与岩心管之间的间隙非常小,要保证岩心样品的原位状态,对岩心抓捕装置的结构设计、精准定位、快速抓取和释放都有很高的要求。根据该装置所需实现的抓取、拖动、定位和释放功能,设计挂盘自锁和触碰解锁机构,探针抓取衬管,经过室内抓捕实验,该机构可以顺利抓捕和解卡,其结构简单,能在压力状态下进行岩心转移,加快了天然气水合物样品的带压转移装置的研究进展。  相似文献   

复合动力钻进工艺在干热岩钻井中的应用研究          下载免费PDF全文

谭现锋  马哲民  段隆臣  刘肖  李颖  郭明义 《探矿工程》2021,48(7):1-8

2011年山东省地矿局在山东省利津县实施了国内第一个干热岩调查评价项目,采用转盘回转钻进,但钻效低、能耗高。为提高在高温硬岩条件下的钻进效率、缩短钻井周期、降低生产成本,2015年在福建省漳州市实施的中国地质调查局东南沿海深部地热HDR-1干热岩科学钻探工程井（井深4000.86 m,孔底温度109 ℃）和2017年在青海省共和县完成的GR1干热岩科学勘探井（井深3705 m,孔底温度236 ℃）,在施工中均探索使用了“转盘+螺杆钻具”复合钻进工艺,并在高温取心段首次测试应用了“转盘+涡轮钻具”复合取心钻进工艺,取得了良好的效果并就下一步研究方向提出了意见和建议,为螺杆钻具和涡轮钻具的深入研究提供了宝贵的高温施工经验,也将为我国干热岩科学钻探与深部地热资源勘探提供新的技术支撑。  相似文献   

高压电脉冲破岩试验装置的研制          下载免费PDF全文

梁丽  肖一标  李大鹏  段隆臣  张锋  李昌平 《探矿工程》2021,48(11):77-83

高压电脉冲破岩钻进在国际上被认为是一种在深部钻探中具有广阔发展前景的破岩方法,但在国内研究还很少。本文设计制造了一套高压电脉冲破岩试验装置,包含伺服电动缸、控制柜、岩石容器等部件,试验装置配套了?60 mm和?100 mm的电脉冲钻头,可选择手动或自动加压放电破碎岩石。在放电电压为120 kV、放电频率为1 Hz的条件下进行了红砂岩等岩石的钻进试验,实现了60 mm口径的钻进碎岩。试验结果表明,该装置能满足电脉冲破岩试验的基本要求,可用于电脉冲碎岩室内研究。  相似文献   

基于三维地质建模和大数据挖掘的黔西北猪拱塘地区铅锌矿找矿预测研究     

瞿岚  谢小峰  徐凯  张夏林  蔡国荣  吴应值  吴成鹏  刘明民 《地质论评》2023,69(Z1):543-545

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