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孔隙承压含水层井水位对简谐振动响应实验研究

发布时间:2021-08-11 03:12
  由于野外尺度井水位同震响应影响因素众多且复杂,同震井水位响应在大陆尺度上的表现也较为复杂,规律不统一,难以得到定量的有效解释。本论文尝试通过室内实验的手段开展井-孔隙含水层系统对地震波的响应研究。实验主要设计了以粒径为0.150.30mm的石英砂为单一介质的井-孔隙承压含水层系统物理模型,并分别在渗流和静水条件下加载单一形式的正弦波荷载(加载频率和加速度分别为0.5、1、2、5、10、15Hz和1.5m/s2、2.5m/s2),模拟振动对井-孔隙承压含水层系统水位的影响过程。同时在模拟的含水层内布设孔隙水压力及加速度传感器获取数据,分析其变化的特征、规律及相关性并最后通过通过单井水流振荡理论模型进行了定量验证。研究发现,实验尺度下,孔隙单一承压含水井水位对不同频率和加速度的正弦波响应有振荡型、阶变上升型、阶变下降型、振荡上升型、振荡阶变上升型和振荡阶变下降型等6种变化形态,与天然地震同震响应井水位变化形态具有一定相似性。且发现观测井水位变化对正弦波振动的响应有一定规律,与其频率和加速度有关,渗流和静水条件下均表现为加载低频(1、2Hz)时水位易呈下降变化,中高频(... 

【文章来源】:防灾科技学院河北省

【文章页数】:71 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

孔隙承压含水层井水位对简谐振动响应实验研究


技术路线图

结构图,理想模型,结构图


碌乃?槐浠?榭黾澳诓康目紫端?沽Φ谋浠?榭觥M?2.1 理想模型结构图2.1.2 实验工况设计由于地震波形式复杂,较难分析实际观测水位变化与地震波的多种频率是否存在关系,考虑到水位响应与振动频率存在某种规律的可能性。本着简单到复杂的研究思路,本次主要输入正弦波探查水位的响应形态、变幅与振动频率及加速度的关系,并通过监测孔隙水压力探究内部应力的变化情况。故而实验主要选择输入不同振动频率、加速度的单一振动方向的正弦波以及 EL Centro 地震波(详见表 2.1)。同时,设计了静水及渗流两种水动力条件下的实验,进行相同的振动工况实验对比分析水动力条件的影响,合计共开展振动渗流条件实验 13 组,静水条件实验 14 组。

波形,实验装置图,振动台


图 2.2 实验装置图振动台:主要通过振动台输入正弦振动或模拟地震波来模利用其控制系统选择加载的波形,频率以及加速度等参数:台面尺寸 3m×3m,最大载重 16t;最大位移幅值:X 向,最大加速度幅值:满载时:X 向 3g,Z 向 2g。 2.3 振动台装置 图 2.4 铅块实物图


本文编号:3335329

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