典型流动形态条件下裂隙岩体渗透特征尺度及其工程应用
发布时间：2021-07-10 12:15
裂隙岩体中存在大量的节理裂隙,使得裂隙岩体表现出不连续、非均匀以及各向异性。随着裂隙尺寸的变化,裂隙岩体的性质会发生变化,即裂隙岩体中存在不同的尺度,它们是裂隙岩体性质发生变化的临界尺度,如连通性阀值、表征单元体（REV）等,它们是裂隙岩体从连通到不连通、性质从离散性到等效连续性的临界尺度。本研究将依托黄岛地下水封石油洞库项目,开展平行流和辐射流两种地下水流动形态下裂隙岩体渗透特征尺度研究,包括裂隙岩体渗透性表征单元体和连通性阀值。具体成果如下:（1）基于平行流和辐射流REV的确定方法,开展了黄岛油库库区岩体的渗透性REV值及等效渗透系数的研究,得到了辐射流情况REV值为37.5 m,为迹长的1.3倍,等效渗透系数为2.70×10-5m/d,根据此等效渗透系数预测得到的渗水量与现场测得的渗水量十分接近;平行流情况下的REV值为115m,为迹长的4.1倍,等效渗透系数为4.24×10-5m/d。（2）开展了不同裂隙几何参数（包括迹长、间距、断距）的数值模拟,得到了几何参数对裂隙岩体REV值和等效渗透系数的影响规律,REV值随迹长（或间距）的增大而增大,随断距的变化不明显;等效渗透系数随迹...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１临界尺寸??
减小后增加。??另外，在研宄地下水的渗透特性时，主要涉及的地下水流动形态有两种，如??图１．２所示，近场处地下水一般从四周向中间汇聚，即以辐射流的形态进行流动，??Ｂａｎｒｋ［１９］、Ａｌｌｅｎ?和?ＭｉｃｈｅＰ］、Ｗｕ?和?Ｐａｎ［２１］、Ｂｏｗｍａｎ［２２］以及?Ｌｉｕ［２３］均在辐射流??方面有过研究；远场的地下水一般从一端流向另一端，即以平行流的形态进行流??动，Ｗａｎｇ［２４］等在平行流方面有过研宄。本研究分别在辐射流和平行流两种地下??水流动形态下进行研究。??糊：．－－ａ?；?＾?；??１??图１．２地下水流动形态??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｆｏｒｍ?ｏｆ?ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ?ｆｌｏｗ??３??
１．２．２裂隙岩体ＲＥＶ研宄现状??对于裂隙岩体，随着尺寸的增大，岩体的性质参数也会发生变化，但当尺寸??增大到某一临界值时，岩体的性质参数保持不变，如图１．３所示，这一临界尺寸??称为该性质参数的表征单元体（Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ?Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ?Ｖｏｌｕｍｅ，?ＲＥＶ）?［２５１。假??设岩体为等效连续介质并采用连续方向进行洞室渗水量预测的条件就是研究范??围达到一个临界尺寸，即渗透性表征单元体。??性／＼??质??”＇！???＇?＞??ＲＥＶ?尺寸??图１．３表征单元体??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ?ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ?ｖｏｌｕｍｅ??ＲＥＶ的概率首先是由Ｂｅａｒ［２６］在研宄多孔介质渗流时提出的，之后被Ｌｏｎｇ［２７］??和Ｏｄａ［２Ｍ｜入用来研究裂隙岩体。裂隙岩体性质的研究中，只有当研究尺寸不小??于其ＲＥＶ值时，才能用连续的方法进行裂隙岩体性质研宄，并且得到的裂隙岩??体的等效性质参数才具有代表性。??在裂隙岩体ＲＥＶ值的研究方法上，主要有三种：（１）试验法，即通过现场??实测或者实验室试验得到相应岩体的ＲＥＶ值，但是实际中，岩体的ＲＥＶ值一般??较大
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型地下水封石油洞库水幕系统优化设计研究[J]. 马秀媛,张立,苏强,惠冰,王者超,薛翊国,李术才. 岩土力学. 2016(03)
[2]地下水封洞库水幕孔注水试验及岩体等效渗透参数分析[J]. 张奇华,李玉婕,袁东,赵晓,张文辉. 岩土力学. 2015(09)
[3]关于黄岛国家石油储备库水封效果评价和控制的几点认识[J]. 张奇华. 长江科学院院报. 2014(08)
[4]岩体裂隙网络等效渗透系数方向性的数值计算[J]. 刘日成,蒋宇静,李博,王肖珊,徐帮树. 岩土力学. 2014(08)
[5]地下水封石油洞库渗水量预测与统计[J]. 王者超,李术才,梁建毅,乔丽苹,薛翊国,周毅. 岩土工程学报. 2014(08)
[6]裂隙随机分布条件下地下石油洞库水封性评价[J]. 平洋,王者超,李术才,薛翊国,张立. 岩土力学. 2014(03)
[7]裂隙岩体三维渗透张量及表征单元体积的确定[J]. 吴锦亮,何吉,陈胜宏. 岩石力学与工程学报. 2014(02)
[8]地下石油洞库水幕设计原则与连通性判断方法研究[J]. 王者超,李术才,薛翊国,平洋,张立,姜彦彦. 岩石力学与工程学报. 2014(02)
[9]大型地下水封石油洞库渗流场时空演化特征研究[J]. 李术才,张立,马秀媛,薛翊国,王者超,李逸凡,平洋,姜彦彦. 岩土力学. 2013(07)
[10]大型地下石油洞库自然水封性应力–渗流耦合分析[J]. 王者超,李术才,乔丽苹,平洋,张立,姜彦彦. 岩土工程学报. 2013(08)
博士论文
[1]地下水封洞库岩体力学参数REV的各向异性研究[D]. 张婷婷.中国地质大学 2013
[2]孔隙裂隙双重介质逾渗理论及应用研究[D]. 吕兆兴.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]大型地下水封石油洞库渗流场演化及水封性研究[D]. 张立.山东大学 2013
本文编号：3275896
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１临界尺寸??
减小后增加。??另外，在研宄地下水的渗透特性时，主要涉及的地下水流动形态有两种，如??图１．２所示，近场处地下水一般从四周向中间汇聚，即以辐射流的形态进行流动，??Ｂａｎｒｋ［１９］、Ａｌｌｅｎ?和?ＭｉｃｈｅＰ］、Ｗｕ?和?Ｐａｎ［２１］、Ｂｏｗｍａｎ［２２］以及?Ｌｉｕ［２３］均在辐射流??方面有过研究；远场的地下水一般从一端流向另一端，即以平行流的形态进行流??动，Ｗａｎｇ［２４］等在平行流方面有过研宄。本研究分别在辐射流和平行流两种地下??水流动形态下进行研究。??糊：．－－ａ?；?＾?；??１??图１．２地下水流动形态??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｆｏｒｍ?ｏｆ?ｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ?ｆｌｏｗ??３??
１．２．２裂隙岩体ＲＥＶ研宄现状??对于裂隙岩体，随着尺寸的增大，岩体的性质参数也会发生变化，但当尺寸??增大到某一临界值时，岩体的性质参数保持不变，如图１．３所示，这一临界尺寸??称为该性质参数的表征单元体（Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ?Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ?Ｖｏｌｕｍｅ，?ＲＥＶ）?［２５１。假??设岩体为等效连续介质并采用连续方向进行洞室渗水量预测的条件就是研究范??围达到一个临界尺寸，即渗透性表征单元体。??性／＼??质??”＇！???＇?＞??ＲＥＶ?尺寸??图１．３表征单元体??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ?ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ?ｖｏｌｕｍｅ??ＲＥＶ的概率首先是由Ｂｅａｒ［２６］在研宄多孔介质渗流时提出的，之后被Ｌｏｎｇ［２７］??和Ｏｄａ［２Ｍ｜入用来研究裂隙岩体。裂隙岩体性质的研究中，只有当研究尺寸不小??于其ＲＥＶ值时，才能用连续的方法进行裂隙岩体性质研宄，并且得到的裂隙岩??体的等效性质参数才具有代表性。??在裂隙岩体ＲＥＶ值的研究方法上，主要有三种：（１）试验法，即通过现场??实测或者实验室试验得到相应岩体的ＲＥＶ值，但是实际中，岩体的ＲＥＶ值一般??较大
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型地下水封石油洞库水幕系统优化设计研究[J]. 马秀媛,张立,苏强,惠冰,王者超,薛翊国,李术才. 岩土力学. 2016(03)
[2]地下水封洞库水幕孔注水试验及岩体等效渗透参数分析[J]. 张奇华,李玉婕,袁东,赵晓,张文辉. 岩土力学. 2015(09)
[3]关于黄岛国家石油储备库水封效果评价和控制的几点认识[J]. 张奇华. 长江科学院院报. 2014(08)
[4]岩体裂隙网络等效渗透系数方向性的数值计算[J]. 刘日成,蒋宇静,李博,王肖珊,徐帮树. 岩土力学. 2014(08)
[5]地下水封石油洞库渗水量预测与统计[J]. 王者超,李术才,梁建毅,乔丽苹,薛翊国,周毅. 岩土工程学报. 2014(08)
[6]裂隙随机分布条件下地下石油洞库水封性评价[J]. 平洋,王者超,李术才,薛翊国,张立. 岩土力学. 2014(03)
[7]裂隙岩体三维渗透张量及表征单元体积的确定[J]. 吴锦亮,何吉,陈胜宏. 岩石力学与工程学报. 2014(02)
[8]地下石油洞库水幕设计原则与连通性判断方法研究[J]. 王者超,李术才,薛翊国,平洋,张立,姜彦彦. 岩石力学与工程学报. 2014(02)
[9]大型地下水封石油洞库渗流场时空演化特征研究[J]. 李术才,张立,马秀媛,薛翊国,王者超,李逸凡,平洋,姜彦彦. 岩土力学. 2013(07)
[10]大型地下石油洞库自然水封性应力–渗流耦合分析[J]. 王者超,李术才,乔丽苹,平洋,张立,姜彦彦. 岩土工程学报. 2013(08)
博士论文
[1]地下水封洞库岩体力学参数REV的各向异性研究[D]. 张婷婷.中国地质大学 2013
[2]孔隙裂隙双重介质逾渗理论及应用研究[D]. 吕兆兴.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]大型地下水封石油洞库渗流场演化及水封性研究[D]. 张立.山东大学 2013
本文编号：3275896
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