基于电阻率的砂土渗透系数测试方法

为了实现土体渗透系数的实时检测,利用电阻率测试无损和快速的优点,对砂土的电阻率及常水头渗透进行了检测试验,研究了砂土渗透系数和结构因子随孔隙率的变化规律,讨论了渗透系数与结构因子的关系.试验结果表明:渗透系数随着孔隙率的增加而增加,均值粒径越大,渗透系数增加越快;结构因子随孔隙率的增大而减小,结构因子越小,渗透系数越大;并给出了渗透系数与结构因子的关系式,由结构因子换算得到的渗透系数与常水头测试的结果一致.     

基于电阻率特性的非饱和土压实度定量评价方法

为了得到土壤压实度深部信息与分布情况,实现大范围评价,将电阻率法引入到土壤压实度评价中。在原有电阻率模型的基础上通过理论推导初步得到了电阻率与压实度理论关系的基本模型,并通过系统的室内试验研究验证了电阻率随含水率增加呈幂指数减小的规律,揭示了电阻率随压实度增加而呈幂指数减小的规律,得到了电阻率与含水率、压实度的确定性关系表达式。同时在考虑土壤压实工艺的前提下,得到了电阻率与压实度的幂指数关系公式。利用该公式,在电阻率层析成像与不等式约束反演的基础上,提出了基于电阻率特性的非饱和土压实度快速定量评价方法及其实现流程。研究结果表明:电阻率法得到的土壤压实度结果与环刀法基本一致,并可得到整个区域内压实度的分布情况,方便快捷,有较好的应用前景。     

高含水期地层水电阻率求取方法

针对油田高含水期地层流体性质和地层压力的变化给应用自然电位曲线求取地层水电阻率产生不利影响的实际问题,从自然电位产生的机理出发,研究了应用自然电位曲线求取地层水电阻率的方法。对影响自然电位曲线的各种因素(井径、层厚、泥浆侵入、泥质含量、过滤电位等)进行了分析,并对其影响因素提出了校正方法。应用实际测井资料解释,并与试油水分析资料对比,结果表明该方法能够提供可靠的地层水电阻率值。     

应用小波分析改善随钻电阻率测量的纵向分辨率

为了提高随钻电阻率测量的纵向分辨率，提出了一种基于小波变换的数据处理方法，该方法应用多尺度分析对随钻电阻率测井数据进行分析与处理，介绍了小波变换和多尺度分析的基本概念，并对随钻电磁波电阻率测量数据的频谱进行了深入的研究；分析了影响测量纵向分辨率的主要因素，给出了用小波变换对信号进行多尺度分析的方法。数值模拟结果表明，该方法可以有效地改善测量的纵向分辨率；与实际测井数据的对比说明，处理后的分辨率已经接近高分辨率电缆电阻率测量的水平。现场应用表明，该方法对改善随钻电阻率测量的纵向分辨率是十分有效的，为地层评价提供了更为有利的工具。     

基于电阻率求解渗透系数不同方法的对比研究

在地下水开发利用、水利工程坝基渗漏安全、岩土工程等领域经常会出现渗流问题,因此,渗流场的研究则显得尤为重要。而渗透系数的分布规律是模拟计算渗流场的前提。本文主要是基于实测电阻率,采用经验公式法和人工神经网络法求解渗透系数。对两种方法求得的渗透系数进行对比,分析讨论了方法之间的优缺点及其适用条件,从而为经济、高效获取渗透系数分布规律奠定基础。     

干寒区冻融循环作用下原油对土壤渗透系数的影响

本文针对冻融循环作用下,原油污染土壤后渗透系数的变化规律展开研究。首先对研究区井田的土壤原状样做变水头试验;然后在可程式恒温恒湿试验箱进行冻融循环试验,循环温度为-20℃—40℃,循环次数为6次,测其渗透系数。实验结果显示,土壤原状样的渗透系数为1.76×10-4 cm·s-1,而当原油进入土壤之后,表现为进入土壤中的原油的量与渗透系数的大小呈负相关;经冻融循环后原状样的渗透系数变为4.36×10-4 cm·s-1,此时的渗透系数是原状样的2.47倍;当污染浓度超过1.20%之后,原状样渗透系数略大于冻融样,主要是冻融过程中伴随着土壤内部结构及土的粒径变化,原油渗透进入新形成的骨架孔隙,使原油中部分成分与土壤中的有机质发生反应,形成新的各式颗粒或胶结物,堵塞渗透通道,进而使得渗透系数略小于原状样。试样冻融循环之后,土壤的渗透系数维持在1×10-5 cm·s-1左右,表明试样经冻融循环一定次数后,使得土壤的渗透系数维持在1—2个数量级之间变动。研究成果可为该地区土壤修复提供依据。     

基于纯砂岩导电模型确定混合液电阻率

通过研究地层导电机理和水淹过程中混合液电阻率的变化规律,提出了一种基于纯砂岩导电模型计算混合液电阻率的方法。首先将砂岩储层等效为体积模型,根据并联导电模型得到混合液电阻率与原生水电阻率、注入水电阻率的数学关系,然后结合纯砂岩的Archie公式进行迭代求解,得到混合液电阻率和含水饱和度。该方法在L油田的实际应用中取得了很好的应用效果,证明该方法是可行的。     

四探针法测量土壤电阻率的探讨

文章对四探针法测量土壤电阻率的原理进行了研究.假设大地表面层土壤全为同一电阻率为ρ的均匀介质,当接地器中有恒定电流流过时,在土壤中建立了恒定电场,恒定电场满足拉普拉斯方程,依据球坐标系下的拉普拉斯方程,得到了土壤中任意一点的电位的解.在四探针严格地位于一条直线的方法,并分析了与土壤电阻率有关的因素,为电力系统的接地技术提供了重要参考依据.     

井间视电阻率的几何成像方法

基于非全空间直流电场的原理,采用镜像法推导出有别于半空间和全空间的视电阻率计算公式,求出与所有电位对应的视电阻率;以观测井深为纵坐标、供电井深为横坐标绘制视电阻率等值线图,由此得出井间异常体的影像图;应用三维三线性插值有限单元正演模拟方法,计算并分析几种典型的地质模型。研究结果表明:由视电阻率等值线形态能够判断异常体的空间形态和正确位置,但井间低阻体表现为高视电阻率异常,井间高阻体表现为低视电阻率异常;采用该方法所得垂向分辨率较高,确定深度较准确,但不能得出地层真电阻率。     

基于三维高密度电阻率法的露天铁矿山采空区精准探测

针对露天铁矿山地下隐伏采空区精准探测的技术难题，以某露天铁矿山实际矿床地质特征和不同岩矿体电阻率值为基础，建立三种异常识别模型，分析横向电性不均一条件下采空区的异常响应特征，得到了地电场分布规律并通过现场试验进行应用研究.结果表明：异常识别模型能够较准确地模拟地电场分布；三维高密度电阻率法在大面积探测工作中能够有效克服二维高密度电阻率法体积效应对采空区位置精准判别的干扰，减弱了异常扩展等效应.     

干寒区冻融循环作用下原油对土壤渗透系数的影响——以克拉玛依春风采油厂作业区为例

为探究冻融循环作用下,原油污染土壤后渗透系数的变化规律。首先对研究区井田的土壤原状样做变水头试验;然后在可程式恒温恒湿试验箱进行冻融循环试验,循环温度为-20～40℃,循环次数为6次,测其渗透系数。结果表明:土壤原状样的渗透系数为1.76×10~(-4) cm/s,而当原油进入土壤之后,表现为进入土壤中的原油的量与渗透系数的大小呈负相关;经冻融循环后原状样的渗透系数变为4.36×10~(-4) cm/s,此时的渗透系数是原状样的2.47倍;当污染浓度超过1.20%时,原状样渗透系数略大于冻融样,主要是冻融过程中伴随着土壤内部结构及土的粒径变化,原油渗透进入新形成的骨架孔隙,使原油中部分成分与土壤中的有机质发生反应,形成新的各式颗粒或胶结物,堵塞渗透通道,进而使得渗透系数略小于原状样。试样冻融循环之后,土壤的渗透系数维持在1×10~(-5) cm/s左右,表明试样经冻融循环一定次数后,使得土壤的渗透系数维持在1～2个数量级变动。研究成果可为该地区土壤修复提供依据。     

土壤渗透系数的理论分析

应用土壤的随机管子网络结构模型,从理论上对土壤的渗透系数进行了分析.     

应用小波分析改善随钻电阻率测量的纵向分辨率

为了提高随钻电阻率测量的纵向分辨率 ,提出了一种基于小波变换的数据处理方法 ,该方法应用多尺度分析对随钻电阻率测井数据进行分析与处理 .介绍了小波变换和多尺度分析的基本概念 ,并对随钻电磁波电阻率测量数据的频谱进行了深入的研究 ;分析了影响测量纵向分辨率的主要因素 ,给出了用小波变换对信号进行多尺度分析的方法 .数值模拟结果表明 ,该方法可以有效地改善测量的纵向分辨率 ;与实际测井数据的对比说明 ,处理后的分辨率已经接近高分辨率电缆电阻率测量的水平 .现场应用表明 ,该方法对改善随钻电阻率测量的纵向分辨率是十分有效的 ,为地层评价提供了更为有利的工具 .     

SZJ型接地装置的接地电阻计算方法

通过理论分析、试验和工程实际应用表明,SZJ型接地装置是一种可以明显降低接地电阻的新型接地装置.该装置在土壤电阻率较高或地网占地土地面积较小的接地工程中,更具有独特的降低接地电阻的效果.同时研究了采用SZJ型接地装置的设计和计算方法.     

基于等效面积法的隧道渗流场解析解应用研究

为研究四心圆隧道衬砌荷载和渗流量,基于等效面积法将四心圆隧道等效为圆形隧道,运用水下隧道渗流场解析解分别求得在不同的衬砌渗透系数、衬砌厚度和埋深情况下隧道衬砌外水头、注浆圈外水头和渗流量,并与相同工况下的数值解进行对比,分析解析解的应用效果;运用该方法分析了衬砌相对渗透系数和注浆圈相对渗透系数对隧道渗流场的影响,研究结果表明：解析解和数值解最大误差在5.2%以内,证明了解析解的适用性;当衬砌抗渗性能较好时,降低注浆圈渗透系数能够有效的分担衬砌外水荷载,有利于隧道安全;衬砌对隧道渗流量影响最为显著,实际工程施工中应在较好的注浆水平上,通过控制衬砌渗透性来有效的改善隧道渗流场。最后将本文提出的方法用于工程实例中,解析解的应用效果和基于解析解的渗流参数敏感性分析所得结论的可靠性得到了较好地验证。     

注浆作用下渗漏水对隧道和地层沉降影响

基于衬砌-注浆层-土层相对渗透系数,提出了能够综合反映注浆体和隧道衬砌共同作用的相对渗透系数.通过数值模拟,建立了该系数与隧道渗漏引起的衬砌受力、变形和地层位移之间的关系.在此基础上,建立了能够考虑注浆影响的评价方法,该方法能够基于隧道完全渗水和完全不渗水两种极端条件预测隧道有限渗水对地层和隧道结构的影响.     

溶质在土壤中的渗流建模与数值仿真

针对液态溶质在土壤中的渗流问题,利用数学模型描述了符合达西定律的二维非稳定渗流,并运用有限体积法对该模型进行了数值求解.得出了给定渗流场不同渗透系数、单位贮藏量下的水头、渗流量的变化规律,模拟了液态溶质在土壤中的渗流过程.通过对计算结果的可视化处理、比较分析,发现渗透系数、单位贮藏量等因素对液态溶质在土壤中的运移都有不同程度的影响,渗透系数越小,液态溶质运移速度越慢;单位贮存量越小,液态溶质运移速度越快;反之亦然.     

基于等效面积法的隧道渗流场解析解应用

为研究四心圆隧道衬砌荷载和渗流量,基于等效面积法将四心圆隧道等效为圆形隧道,运用隧道渗流场解析解分别求得在不同的衬砌渗透系数、衬砌厚度和埋深情况下隧道衬砌外水头、注浆圈外水头和渗流量;并与相同工况下的数值解进行对比,分析解析解的应用效果。运用该方法分析了衬砌相对渗透系数和注浆圈相对渗透系数对隧道渗流场的影响,研究结果表明:解析解和数值解最大误差在5.2%以内,证明了解析解的适用性。当衬砌抗渗性能较好时,降低注浆圈渗透系数能够有效地分担衬砌外水荷载,有利于隧道安全。衬砌对隧道渗流量影响最为显著,实际工程施工中应在较好的注浆水平上,通过控制衬砌渗透性来有效地改善隧道渗流场。最后将提出的方法用于工程实例中,解析解的应用效果和基于解析解的渗流参数敏感性分析所得结论的可靠性得到了较好的验证。     

基于改良渗透系数的尾矿库污染物运移模拟

 采用Fredlund解析关系式描述渗透系数与基质吸力之间的关系,对渗透系数取值进行函数方式改进,探讨了渗流条件下重金属运移过程。基于渗流理论建立起尾矿库污染物迁移的二维数值渗流场模型,应用有限元方法进行运算求解,将计算得到的渗流场结果作为母模型,引入溶质迁移子模型进行耦合运算。计算结果表明,尾矿库服役期间周围土壤中重金属离子污染物的迁移范围不断扩大,污染物浓度随着迁移距离的增大而逐渐变小。计算显示,从第2750天开始重金属污染物在渗流的作用下开始在土壤边坡中显露,并对周围环境产生影响,并得出污染源在渗流条件下的迁移路径。渗透系数经改良之后的计算结果与该尾矿库重金属污染监测情况相符,在模型误差允许的情况下其计算结果可靠。     

金属材料在土壤中的腐蚀速度与土壤电阻率

从分析土壤的各种性质入手,利用物理化学原理讨论了土壤电极率的本质及其影响因素,结合电极过程动力学理论,研究了电迁移对金属在土壤中腐蚀的电极过程的影响,从而说明了用土壤电阻率来判断金属材料在土壤中的腐蚀速度有时会出现误判的原因,并解释了某些酸性土壤中金属材料的腐蚀速度随土壤电阻率的增大而增大,在某些含盐量的高的土壤中金属材料的腐蚀速度不随土壤电阻率的减小而减小却会增大的现象。