考虑超固结比与泊松效应的荷载传递模型

为了分析超固结状态及泊松效应对砂土管桩界面剪切特性的影响，在传统双曲线荷载传递模型的基础上，采用考虑超固结比的侧向土压力系数，计入由泊松效应引起的侧向土压力增加值，建立能同时考虑砂土超固结比及管桩泊松效应的界面荷载传递模型，对其可靠性进行验证。通过算例对极限摩阻力影响因素进行分析，结果表明：超固结比从1.0增大到3.0，抗压桩和抗拔桩极限摩阻力近似呈线性增大，抗压桩提高约83.6%，抗拔桩提高约92.9%；泊松比从0.1增大到0.3，抗压桩极限摩阻力呈线性增大，提高约3.5%；抗拔桩极限摩阻力呈线性减小，降低约3.6%；桩土模量比从300增大到1 500，抗压桩极限摩阻力降低约7.6%；抗拔桩极限摩阻力提高约9.6%。     

含水率对非饱和砂土似黏聚力影响试验研究

目前工程上对待砂土地基时,都是将其作为完全无粘性土来对待,也就是将其粘聚力笼统的作为零。这种方式在理论研究中,简化了很多问题;但是在工程应用中,忽视似粘聚力的存在,有时候会带来诸多的不便,甚至是工程造价的翻番。为了研究非饱和砂土的似粘聚力,本文以工程实例“西咸能源金融大厦的基坑支护项目”为依托,选取了西咸新区,沣河以东,渭河以南交汇区域的砂土,进行了多组不同含水率、相同干密度的砂土的三轴、直剪以及基质吸力试验。试验结果表明：砂土的似粘聚力随着含水率的变化,呈现出由零先急速增长、然后增速放缓、再增速变大增长至峰值,并可以短暂维持峰值阶段,最后逐渐降低为零的结果。同时验证了砂土的直剪试验在工程上的可用性及安全性。其结论可以为非饱和土的研究提供参考。     

薄基岩厚冲积层倾斜采场覆岩破断及裂隙带发育高度研究

针对新河煤矿3302工作面薄基岩厚冲积层条件下煤层开采易发生透水事故的隐患,建立"砌体梁"结构模型并分析其稳定性,利用数值模拟的方法模拟倾斜工作面覆岩导水裂隙带发育高度,最后通过现场测试进行验证。结果表明:薄基岩厚冲积层条件下的倾斜工作面基本顶在发生破断后形成的"砌体梁"结构易发生回转变形失稳和滑落失稳,采空区导水裂隙带发育高度为55.3m,裂采比为11。     

基于离散元的盾构开挖面合理支护压力

采用离散元法(DEM)对无水砂土地层(摩擦角37°)3种埋深条件下盾构隧道开挖面的颗粒流动及渐进性破坏过程进行了模拟,分析研究了开挖面极限支护压力及周围地层扰动分布的变化规律,得到:①不同埋深条件下,开挖面极限支护压力均出现在开挖面位移为0.06D(D为隧道直径)时,对应支护压力比为10%~20%,砂土强度软化现象导致最终极限支护压力增大.②支护压力比降至40%~50%为剧烈地层扰动及显著地表变形的触发点.当开挖面支护压力比降低至40%~50%时,地层扰动范围和程度对隧道埋深非常敏感,如埋深由2D降低至0.5D时,扰动范围扩大了3倍,最大扰动程度提高了1倍;地表产生明显大幅沉降.③基于极限破坏的支护压力比为10%~20%,而基于变形控制的支护压力比为40%~50%,虽明显大于前者,但支护压力仅为静止土压力的40%~50%.综合考虑盾构刀盘磨损及地层支护效果,在无水砂土地层中采用支护压力比为40%~50%是一种合理选择.     

弹性地基双跨梁的受力和变形分析

条带开采或利用歼石充填置换条带煤柱开采技术是实现绿色开采的重要技术。考虑到两侧煤体和中间煤柱（或回填柱）的弹性,采场上覆岩层中关键层的力学模型应简化为两端为半无限弹性地基支承、中间有弹性支座的多跨梁,利用弹性地基梁理论,推导了中间有一个弹性支座的弹性地基双跨梁的内力及变形方程的解析解,分析了梁的最大弯矩值及其位置与梁的跨度、相对刚度和载荷之间的关系。     

在软岩中测量地应力传感器与围岩的相互作用

讨论了传感器引起的钻孔变形随时间的变化,最后推出了由测值反算地应力的公式,此方法称为流变法应力测量.通过实测数据,利用非线性最小二乘法求得原岩应力,流变法应力测量与孔壁应变法应力测量在应力大小和应力方向基本保持一致.     

遗留资源再回收顶板运动及压力显现特征

为分析遗留下分层开采时再生顶板的运动规律及矿压显现特征,以北皂煤矿油页岩分层下行开采为背景,结合前期研究中建立的下分层再生顶板碎裂结构模型及其分带特征,通过改进传统的相似材料配比构建了下分层再生顶板碎裂结构相似材料试验模型,并对下分层开采中的顶板运动、支承压力分布及支架受力特点进行了研究.结果表明:受二次采动影响,再生顶板垮落岩块碎胀系数较小,压实程度较好.上、下分层采高接近情况下,下分层工作面支承压力影响范围及峰值均小于上分层,分别为上分层的38%和51%;下分层支架受力为上分层的91.6%;下分层采出后顶板中不规则冒落带及规则冒落带高度均增加至采前的3倍;裂隙带高度增加为采前的1.6倍.为类似条件的下分层采场设计、支架选型提供依据.     

高倾斜地层储层压力下降对储层及上部盐层套管等效应力的影响研究

储层压力下降引起的地层压实会导致上部盐层变形,再加上地层倾斜的影响,进一步加剧了盐层套管的损坏。针对这一技术难题,采用FLAC3D有限差分软件建立了上部盐岩、下部储层的套管-水泥环-倾斜地层三维模型,研究了不同倾角地层储层压力下降对储层及上部盐层套管等效应力的影响。得出以下结论:由于分界面处岩性变化,导致界面附近套管等效应力变化剧烈;分界面以上(含盐层)套管等效应力大于分界面以下(含储层)套管等效应力;储层压力下降幅度一定,套管等效应力随地层倾角的增加而增加;地层倾角一定,随着储层压力下降幅度增加,当下降幅度低于20%时,套管等效应力增加缓慢;下降幅度超过20%,套管等效应力增加剧烈。将该方法应用于中国西部某油田db204井盐下储层压力衰竭分析,完善了盐层套管设计理论,为盐层井筒完整性提供了有力的保障。     

雷64区块砂砾岩储层岩性识别方法研究

在取心、岩石物理实验的基础上,采用统计方法对雷64区的岩性进行研究,将其分为砂质细砾岩和不等粒砂岩两大类.利用直方图法优选出识别这两大类岩性的敏感测井曲线,并且依据优选出来的敏感测井曲线,建立了用于识别砂质细砾岩和不等粒砂岩的测井响应交会图法、决策树模型、系统聚类模型.通过对上述三种模型进行精度分析,发现决策树模型的精度要高于测井响应交会图法和系统聚类模型.同时利用所建立的两种决策树模型对雷71井进行岩性识别,将识别结果与实际取心对比,发现综合判断准确率均大于85%.结果表明,给出的决策树模型可很好地用于该地区砂砾岩储层的岩性识别.     

井巷多断面岩层热传递方式与深井热环境动态分析

确定井巷风流热量来源及关键地点温度变化、热增量与损失量,并以之为依据有针对性地开展深井气候调节是通风工程需要解决的关键问题之一.通过改进传统的傅里叶导热模型,建立了基于通风井巷实际断面形状的三维热传导模型,针对不同井巷断面形状确定了反映流速与流量状态的动量相关的计算边界条件,并结合时间参数揭示了岩层内部导热以及井巷岩壁与气流间的热交换规律,建立了湿壁面与气流间的热湿传导方程.在此基础上,构建起国内某大型深井金属矿山井下通风系统,获得了关键地点的温度、湿度、热量等参数的走势和变化特点,为矿山开展深井气候调节与控制奠定了基础.