泥质砂岩地层评价

IPR 测井项目介绍IPR 测井是适用于砂泥岩地质剖面的电化学测井方法，通过给砂泥岩地层施加一恒定外电场，使之产生极化场，即产生偶电层形变和局部浓度变化。

当外电场断去后，由于离子的扩散作用，二次场离子浓度梯度逐渐消失，恢复到原来的状态。

通过测量施加恒定外电场前后的电位，可求出地层的阳离子交换量和地层水矿化度，进而求出地层的含油饱和度，定量评价储层的水淹状况。

著名的Waxman-Smits 泥质砂岩电导率方程中地层水电导率Cw 和阳离子交换量Qv 是两个极其重要的电化学参数，是IPR 测井的主要响应参数，它们之间的关系非常明显。

对于水淹层，电阻率Ｒw 是个变量，仅用ＳＰ测井曲线是不可能求取出来的，因此同时测量快（慢）时窗电位、人工电位和自然电位SP ，可以定量求解地层水电阻率Rw 和阳离子交换量Qv 。

从电路上实现整个测量过程则是：恒流源通过供电电极A1或A2向地层发射恒定电流I 0，使地层产生极化场，此时A/D 通过自动控制测量板在预定时间t1采样的一次电位Up 。

供电300 ms 后断电，此时地层已被充分极化。

断电后，按指数规律随时间t 逐渐衰减，A/D 在预定时间t2，t3，t4采样正向二次电位)(2t U +∆，直到恢复地层原始状态——自然电位ＵＳＰ状态。

然后再反向供电、断电，测得反向二次电位)(2t U -∆ ，A/D 采样值送至CPU 现场实时处理后再送至D/A 输出得：快时窗电位：p U t U t /)()(2快快∆=η慢时窗电位：p U t U t /)()(2慢慢∆=η人工电位： 2/)]()([)(222t U t U t U -+∆+∆=∆高精度自然电位： 2/)]()([22t U t U SP -+∆-∆=0.3米电位电阻率：ρ=Kp p U /I 0其中：Kp 为仪器系数，为I 0激发电流图1、测井原理研究表明，岩层矿石的IPR 测井数值与其成分、含量、结构及周围溶液性质等密切相关，能明显显示出储层的岩石性质，这对于确定矿藏的位置和储量、确定泥质砂岩储层的阳离子交换量和地层水矿化度具有重要意义。

泥岩砂岩物理参数 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN三峡库区地灾防治顾问部文件中铁二院三峡顾问咨发〔2007〕31号关于重庆市三峡库区三期地质灾害防治项目万州区徐家坝危岩带（治理总表序号：217）初步设计阶段勘查报告的咨询评估报告重庆市国土资源和房屋管理局：根据重庆市三峡地防办委托，中铁二院工程集团有限责任公司三峡库区地灾防治顾问部组织专家于2007年6月15日，在鸿都大酒店十七楼三会议室，对重庆市地勘局南江水文地质工程地质队提交的《万州区徐家坝危岩带（治理总表序号217）初步设计阶段勘查报告》（简称《勘查报告》）进行了审查，参加会议的单位有万州区地质灾害整治中心、重庆时乐浦地质灾害防治咨询设计事务所、重庆市地勘局南江水文地质工程地质队。

审查期间，听取了《勘查报告》编制单位的情况汇报，同与会人员交换意见。

经认真研究，现将《勘查报告》的咨询评估意见报告如下：一、 基本情况 （一）危岩基本情况徐家坝危岩位于重庆市万州鱼泉产业集团有限公司厂区南及西南侧，地处长江左岸一级支流龙宝河左岸台阶状（或方山）丘陵陡崖一带，行政区划属于万州主城龙宝区。

地理坐标介于X=3412990～36536255m 、Y=3412533～36537288m 范围。

危岩为侏罗系中统沙溪庙组巨厚层状砂岩陡崖，呈东西向分布，长900m ，高5.5～25m ，由14个危岩体组成，总体积21660m 3，为大型危岩带。

危岩带临空面近中 铁 二 院工程集团有限责任公于直立，所处势能较高，其高度以大于15m为主，多数属中位危岩。

危岩带斜坡脚高程在187～195.52m，危岩底高程在207～220m，危岩顶面高程在223.31～239.50m。

（二）可研阶段批复意见2005年8月中国国际工程咨询公司对可研勘查与设计报告进行评估，同年10月出具了评估报告，评估意见认为：1、意见（1）、危岩带各危岩体均已形成卸荷裂隙，顶部影响范围内的建筑物及地面普遍出现了变形裂缝，W1危岩体2003年已发生崩塌灾害，危岩失稳危及移民迁建企业和居民安全，进行防治是必要的。

一、井壁不稳定地层的类型与井壁不稳定现象1．井壁不稳定地层的类型钻井过程中所钻遇的地层，如泥页岩、砂质或粉砂质泥岩、流砂、砂岩、泥质砂岩或粉砂岩、砾岩、煤层、岩浆岩、碳酸盐岩等均可能发生井壁不稳定。

但井塌大多发生在泥页岩地层中，约占90％以上。

缩径大多发生在蒙脱石含量高、含水量大的浅层泥岩、盐膏层、含盐膏软泥岩、高渗透性砂岩或粉砂岩、沥青等类地层中。

压裂则可发生在任何一类地层中。

井塌可能发生在各种岩性、不同粘土矿物种类及含量的地层中；但严重井塌往往发生在下述地层中：(1)层理裂隙发育或破碎的各种岩性地层。

(2)孔隙压力异常的泥页岩。

(3)处于强地应力作用的地区。

(4)厚度大的泥岩层。

(5)生油层。

(6)倾角大易发生井斜的地层等。

2．井壁不稳定现象(1)井塌的现象钻井或完井过程中如发生井塌会出现以下现象：①返出钻屑尺寸增大，数量增多并混杂。

②泵压增高且不稳定，严重时会出现憋泵现象，并可憋漏地层③扭矩增大，蹩钻严重，停转盘打倒车。

④上提钻具遇卡，下放钻具遇阻；接单根、下钻下不到井底时会发生卡钻或无法划至井底。

⑤井径扩大，出现糖葫芦井眼，测井遇阻卡。

(2)缩径的现象当钻井过程中地层发生缩径时，由于井径小于钻头直径，会出现扭矩增大，蹩钻等现象，严重时转盘无法转动，甚至被卡死；上提钻具或起钻遇卡，严重时发生卡钻；下放钻具或下钻遇阻，如地层缩径严重，可使井眼闭合，如胜利油田和南疆钻含盐软泥时均出现过此现象。

(3)压裂的现象当钻井液的循环压力大于地层的破裂压力时，就会压裂地层，使地层出现裂缝，从而导致泵压下降，钻井液漏入地层，井筒中液柱压力下降。

如液柱压力降至上部易塌地层的坍塌压力或孔隙压力之下，就可能发生井塌或井喷等井下复杂情况。

二、地层组构特性、理化性能和井壁稳定性的室内评价方法返回1．地层组构特性和理化性能的分析方法研究井壁失稳的原因及技术对策必须搞清井壁不稳定地层的组构特性和理化性能，常用的分析方法有以下几种：(1)肉眼观察通过肉眼观察可以掌握地层的层理、裂隙和镜面擦痕发育情况，地层倾角大小，地层软硬程度及遇水后膨胀、分散和强度定性变化情况。

第一篇测井解释基础与测井方法测井广泛应用于石油地质和油田勘探开发的全过程。

利用测井资料，我们不仅可以划分井孔地层剖面，确定岩层厚度和埋藏深度，确定储层并识别油气水层，进行区域地层对比，而且还可以探测和研究地层主要矿物成分、孔隙度、渗透率、油气饱和度、裂缝、断层、构造特征和沉积环境与砂体的分布等，对于评价地层的储集能力、检测油气藏的开采情况，细致地分析研究油层地质特征等具有重要意义。

随着测井技术及其解释处理方法的飞速发展，测井资料的应用日益深化，其作用也越来越明显。

第一章测井解释的基本理论和方法第一节测井解释的基本任务测井资料解释，就是按照预定的地质任务和评价目标选择几种测井方法采集所需的测井资料，依据已有的测井解释方法，结合地质、钻井、录井、开发等资料，对测井资料进行综合分析，用以解决地层划分、油气层和有用矿藏的评价及其勘探开发中的其它地质、工程问题。

测井解释的基本任务主要有：1．进行产层性质评价。

包括孔隙度、渗透率、有效厚度、孔径分布、粒径大小及分选性、裂缝分布、润湿性等的分析。

2．进行产液性质评价。

包括孔隙流体性质和成分（油、气、水）的确定，可动流体（油、气、水）饱和度、不可动流体（束缚水、残余油）饱和度的计算。

3．进行油藏性质评价。

包括研究构造、断层、沉积相，地层对比，分析油藏和油气水分布规律，计算油气储量、产能和采收率；指导井位部署、制订开发方案和增产措施。

4．进行钻采工程应用。

在钻井工程中，测量井眼的井斜、方位和井径等几何形状，估算地层孔隙流体压力和岩石的破裂压力梯度，指导钻井液密度的合理配制，确定套管下深和水泥上返高度，计算固井水泥用量和检查固井质量等；在采油工程中，进行油气井射孔，生产剖面和吸水剖面测量，识别水淹层位和水淹级别，确定出水层位和串槽层位，检查射孔质量、酸化和压裂效果等。

第二节岩性确定方法储层的岩性评价是指确定储层岩石所属的岩石类别，计算岩石主要矿物成分的含量和泥质含量，进一步确定泥质在岩石中分布的形式和粘土矿物的成分。

兰州盆地第三系砂岩工程地质特性评价研究张波【摘要】兰州盆地广泛分布的第三系砂岩沉积厚度大,多同泥岩互层分布,砂岩受水影响易发生软化,容易导致工程结构特别是地下隧道工程围岩出现失稳问题.为评价研究兰州盆地第三系砂岩工程地质特性,首先收集兰州至重庆铁路、兰州至中川铁路砂岩段勘察试验资料,统计分析得到了砂岩的物理力学性质;然后对代表性砂岩进行电镜扫描试验研究其在不同含水率下的微结构变化特征;最后确定了影响砂岩工程特性的主要影响因素为:含水率、黏粒含量、地下水阴离子浓度、孔隙比.通过采用突变理论建立了第三系砂岩工程地质特性定量评价模型,砂岩工程地质特性可以划分为5级:恶劣(S≤0.64)、较差(0.64＜S≤0.71)、一般(0.71＜S≤0.79)、较好(0.79＜S≤0.87)、良好(S≥0.87).应用模型对兰渝铁路桃树坪隧道砂岩进行评价,该区域砂岩评价结果介于0.57～0.77之间,工程地质特性处于一般到恶劣状态,评价结果与现场实际结果一致.【期刊名称】《工程地质学报》【年(卷),期】2014(022)001【总页数】7页(P166-172)【关键词】第三系砂岩;工程地质特性;突变级数法;定量评价【作者】张波【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043【正文语种】中文【中图分类】U211.2第三系砂岩外观一般为红色，同泥岩一起常被称为红层。

我国砂岩分布广泛，从地形分布特点来看，我国砂岩主要分布于西南地区、西北、华中、华南等地区的各个盆地中［1～3］。

兰州地区第三系砂岩分布范围较广，且砂岩地层厚度比较大。

兰州地区仅新城范围内为白垩系地层，其余地区下伏基岩大体均为第三系红砂岩或碎屑岩类。

同硬质岩相比，第三系砂岩在破坏前变形具非线性，出现剪胀，呈塑性变形［4～6］。

兰州地区第三系砂岩是一种极软质岩石，由于成岩性差，受水影响后极易崩解而丧失结构特性。

这种松散岩体受埋深的压实作用变化明显，试验测得砂岩干燥状态下的单轴抗压强度范围值为3.05～5.68MPa，饱和状态下单轴抗压强度介于0.20～0.83MPa［7］。

行了预测分析[11-12],同时对地下厂房施工加固对策进行了探讨[13-15]㊂目前研究多针对局部结构面组合形成不稳定块体进行稳定性研究,而本次研究区整体岩层缓倾,与不同产状的结构面相互组合形成不稳定块体的分布范围更加广泛,不同位置的破坏结构㊁破坏形式更加多样,块体构成及破坏具有一定的特殊性㊂本文从抽水蓄能工程区地下厂房基本地质条件入手,分析结构面组合形式及分布情况,通过数值模拟分析洞室围岩整体稳定性,同时分析各结构面组合形成不稳定块体的组合形态,破坏模式及分布位置,为工程围岩等级划分及后期工程支护提供理论支持,为同类工程地下厂房层状岩体稳定性评价提供借鉴思路㊂1　厂房区岩体及结构面发育特征厂房内岩性以二叠系砂岩为主,岩石具细粒㊁中粗粒砂状结构,块状构造填隙物主要为少量杂基和胶结物,胶结物主要为铁泥质,支撑类型为颗粒支撑类型,胶结类型为接触式胶结㊂局部可见泥质砂岩为变余泥状结构,板状构造,含碎屑泥质,岩石具变余泥状结构㊁板状构造㊂据统计,岩层整体走向NNW 向,倾角较缓,岩层产状一般NW290°~330°SW∠10°~25°㊂工程区断层不发育,勘探偶见规模较小断层,发育间距数百米,宽度10~60cm 不等,多分布于强㊁弱风化带,呈陡倾角分布㊂工程区结构面主要以裂隙为主,通过对工程区㊁厂房区揭露的结构面统计分析结果显示(见图1),结构面主要由3组:产状以层面裂隙最为发育,产状为NW290°~330°SW ∠10°~25°,数量多㊁规模大㊁展布广,并切割其他裂隙;另外发育两组共轭陡倾角裂隙,分别为NW290°~330°SW∠80°~85°以及NE40°~60°SE(NW)∠69°~75°,结构面倾角陡峭,在岩体中与其他结构面相互组合,造成块体失稳和破坏㊂图1　结构面分布特征 从结构面发育情况来看,结构面迹长均以1~3m 最多,并且绝大多数在20m 以内,同时层面裂隙或者缓倾裂隙都要比陡倾裂隙的迹长更长,分布区间更广,而陡倾裂隙的迹长分布较集中㊂结构面形态以平直状结构面为主,其次为起伏和弯曲状,不发育台阶状结构面;结构面表面多呈光滑状态,粗糙状态较少;结构面主要为无充填结构面,其次为软弱夹层,少数结构面充填石英和泥质物㊂2　地下厂房围岩分类及处理建议平硐㊁钻孔揭示,在厂房边墙部位,中厚层状岩体较完整,洞室局部稳定差,以Ⅲ1类围岩为主,互层状岩体完整性较差~较破碎,洞室不稳定~稳定性差,以Ⅲ2类围岩为主,断层及其影响带附近多为碎裂㊁碎块状,岩体较破碎,洞室不稳定,以Ⅳ类围岩为主㊂与陡倾㊁中倾角岩层相比,缓倾结构面在厂房内空间延展性更强,尤其在厂房顶拱部位,受缓倾结构面影响,开挖时极易产生顶拱塌落,围岩不稳定,围岩分类应降级考虑,各洞室围岩分类如图2所示㊂厂房顶拱部位岩体较完整,局部有陡倾结构面穿过,陡倾结构面对顶拱稳定影响较小㊂由于厂房区围岩层面缓倾,在层面作用下顶拱易产生塌落,同时层面与陡倾结构面相互切割作用下,顶拱易产生块体楔形破坏,顶拱部位围岩岩体不稳定,以Ⅳ类围岩为主,建议加强支护并及时排查㊁清除加固处理㊂岩壁梁岩体无大的地质构造通过,节理总体不14西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================发育,整体岩石较完整,总体基本稳定,受开挖爆破影响,易使局部层面裂隙㊁共轭陡倾裂隙相互切割部位岩体发生塌落,影响成型,需加固处理㊂主要优势结构面以层面为主,对边墙的影响较小,围岩整体稳定以Ⅲ1类围岩为主㊂局部NNW㊁NNE陡倾裂隙与层面裂隙组合在边墙局部有产生片状剥落破坏及块体楔形破坏的可能,为Ⅲ2类围岩㊂需及时进行加固处理,且边墙陡倾结构面位置多伴随地下水发育,边墙开挖后需及时支护处理㊂图2　各洞室围岩分类3　结构面组成对围岩块体稳定影响3.1　结构面组合及围岩岩体块体失稳模式与其他常见中陡倾角层状地层㊁及块状地层相比,研究区岩性以缓倾层状砂岩与泥岩互层为主,岩体内层间缓倾结构面发育,展布空间较大,开挖洞室内与临空面㊁切层结构面㊁共轭陡倾结构面相互交叉切割㊁组合并在洞壁上出露而形成相应的块体,可能发生滑落,塌落等失稳的现象㊂根据现场勘探平硐揭示,围岩在洞顶和洞壁的破坏模式不同,可将其归类为6类破坏模式(见图3),即洞壁块体掉落破坏㊁洞壁块体滑移-掉落破坏㊁洞壁块体层状剥离破坏㊁洞壁块体倾倒破坏㊁洞顶块体掉落模式以及洞顶层状剥离破坏㊂(1)洞壁岩体破坏模式在陡倾结构面组为洞壁围岩变形的主控结构面的情况下,洞左壁层状围岩上下端受固支,因此,由陡倾结构面切割而成的每一层岩层的受力模式为典型的压杆受力模型,其在重力作用下,压杆中部将向临空面发生内鼓和弯曲,进一步变形后在中部附近出现折断,折断处上部岩体表现为洞壁块体掉落破坏模式(见图3(a)),折断部位下部岩体表现为洞壁块体临空面倾倒(见图3(b))㊁洞壁层状剥离(见图3(c))的变形破坏模式㊂该破坏一般由最外侧围岩起始,逐步向内部围岩扩展,进而以周期破坏的模式出现,同时,当受力情况和岩体自身的性质达到一定条件时,多层围岩可同步向临空面发生弯曲-折断或倾倒破坏,此时各围岩层处于同一破坏周期㊂缓倾岩层结构面在陡倾结构面组主控条件下形成的压杆结构破坏过程中,起到提供优势折断裂隙以及加快压杆结构的破坏作用㊂同时,一点外层围岩压断破坏之后,缓倾层面的存在将使块体出现独立和连带掉落破坏现象,总之,其在围岩的破坏过程中起到加速和加剧作用㊂在陡倾结构面组和缓倾层面组为洞壁围岩变形的主控结构面的情况下,洞壁层状围岩上下端受固支,整体上同样为典型的压杆受力模型㊂缓倾层面将岩体切割成向临空面表现为顺层的结构,因此,层面的存在对洞壁围岩的变形破坏起到关键作用㊂不仅在围岩压杆破坏过程中起到加速和加剧作用,受两组或3组结构面切割,形成楔形块体,并沿下部缓倾结构面掉落的组合失稳模式,即洞壁块体滑移破坏模式(见图3(d))㊂(2)洞顶局部破坏模式对于洞顶,由于层状缓倾岩层在整个洞室展布范围较广,厂房开挖后,洞顶围岩块体的变形破坏由24李鹏,王启鸿.缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价 以某抽水蓄能电站地下厂房为例===============================================岩层结构面组主控㊁近垂直发育的陡倾结构面组为辅控,即岩层面控制着洞顶围岩的塌落高度,而陡倾结构面控制着洞顶围岩破坏模式㊂图3　洞壁局部岩体破坏模式 在岩层层面结构面组为主控结构面的情况下,岩层仅受一端固支,为典型的倾斜悬臂梁,当其与周边岩层出现层离,发生弯曲-折断-掉落破坏后,周边岩层转化为围岩下一变形破坏周期的悬臂梁,洞顶层状围岩依次以此悬臂梁模式破坏,直至各岩层逐渐由悬臂梁变形破坏模式转化为典型的简支梁变形破坏模式㊂具体表现为洞顶部位局部薄层㊁互层状岩体分布段,洞顶围岩片状剥落,剥离破坏后形成 光面”,即 洞顶层状剥离破坏”模式(见图4(a)),该破坏模式在层状缓倾岩层中发育尤为广泛㊂层面组结构面控制着洞顶围岩的整体变形破坏模式为梁的力学模型,但除了层面主控结构面外,陡倾辅控结构面组的存在,让洞顶层状岩体在整体以梁的变形破坏模式的基础上进一步复杂和丰富化,使得洞顶岩层的变形破坏不再严格符合仅有层面条件下的由悬臂梁逐渐转变为简支梁的变形破坏周期规律㊂洞顶部位延伸较长的缓倾角裂隙㊁层面裂隙在共轭陡倾裂隙切割作用下形成 豆腐块”块状块体,重力作用下洞顶形成掉块现象,目前洞顶有块体掉落残留痕迹,即 洞顶块体掉落破坏”模式(见图4(b))㊂3.2　局部围岩岩体块体稳定性评价层面裂隙多为岩屑夹泥型,局部可见泥质岩体发育,抗剪断参数取值f′=0.40,C′=0.06MPa,洞室发育的两组陡倾结构面裂面新鲜㊁闭合,强度较高,强度参数采用f′=0.50,C′=0.10MPa㊂采用un⁃wedge 软件分析对应块体几何形态如图5所示㊂分析可知,延展较大的缓倾结构面与两组共轭陡倾结构面组合易出现不稳定块体,主要区域为拱顶及洞室左右边墙上部,块体重量有限,建议在洞室表面块体周界完全暴露之前做好支护工作㊂34西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================图4　洞顶局部破坏模式图5　不稳定块体位置和形状示意图4　厂房应力应变调整4.1　开挖后洞室群围岩变形特征研究工程主副厂房开挖尺寸为76.5m×26.4m×58.5m(长×宽×高)㊂地下洞室群开挖后,各主要洞室洞壁处围岩变形特征如图6所示㊂由图6可知,洞室群围岩变形主要呈现为东西两壁变形大㊁南北两端变形小;其中东西两壁中间变形大㊁边缘变形小的分布规律㊂同时,相邻洞室之间将互相影响㊂主厂房上游壁与引水洞相交处㊁下游壁与母线洞相交处围岩变形均相对较大,在施工中应予以重视㊂开挖过程中围岩整体将表现出较好的自稳能力㊂4.2　开挖后洞室群围岩塑性区特征地下洞室群开挖后,围岩内部将会发生应力重分布和应力集中,导致洞室周边围岩沿切向应力增加而径向应力减小,导致洞室围岩破坏㊂尤其各洞室的洞顶拱墙交角㊁洞底墙脚交角㊁侧墙中部等易产生应力集中的区域,岩体可能发生强烈破坏㊂其中主厂房周边塑性圈较厚,围岩以剪切破坏为主,主厂房上游壁中部岩体为剪切和拉伸共同作用,主厂房底板与顶板区域均发生剪切破坏;主变室周边围岩塑性区厚度较小;尾调室周边围岩塑性区分布规律为顶拱周边存在部分岩体未进入塑性状态,上游㊁下游壁附近围岩塑性区㊁厚度均远小于开挖半径,开挖44李鹏,王启鸿.缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价 以某抽水蓄能电站地下厂房为例===============================================后将呈现较好的自稳能力㊂图6　洞室群应变三维分布 此外受主厂房㊁主变室开挖的影响,主变搬运道周边围岩塑性圈也相对较大,靠近主厂房一侧围岩塑性圈厚度大于靠近主变室一侧塑性区厚度㊂同时,3条主变搬运道之间岩体也部分进入塑性状态㊂从塑性区三维分布特征(见图7)也可以得出工程区岩体破坏形式主要为剪切破坏,其中主厂房和尾调室侧壁的破坏模式主要为拉伸破坏和剪切破坏的共同作用,3条主变搬运道之间岩体进入塑性状态的区域较少㊂地下厂房区拱角㊁墙角受应力集中影响,可能存在破裂破坏,需及时采取支护措施或预防措施㊂图7　洞室群塑性区断面及三维分布特征5　结　论(1)厂房部位以二叠系中粒㊁细粒砂岩为主,偶见砂质泥岩岩层,厂房区岩层产状缓倾,结构面以层面裂隙㊁与层面展布方向相同及正交的两组共轭陡倾角裂隙组成㊂(2)建议在水平岩层地区地下厂房部位围岩分类按照厂房不同部位进行,相较于陡倾㊁中倾角产状岩体,缓倾层状岩体洞室在拱顶部位层面展布区域较广,顶拱部位易产生塌落,同时层面与陡倾结构面相互切割作用下,顶拱易产生块体楔形破坏,顶拱部位围岩岩体不稳定,以Ⅳ类围岩为主,建议加强支护并及时排查㊁清除加固处理㊂(3)洞室的临空面㊁岩层的层面及层间错动和其他结构面(切层断层㊁缓倾节理㊁陡倾节理)相互交叉切割㊁组合并在洞壁上出露而形成相应的块体㊂块体破坏模式主要有洞顶部位的块体掉落㊁层状剥离,洞壁部位的块体掉落㊁洞壁块体滑移-掉落㊁块体倾倒㊁块体层状剥离等6种;缓倾岩层主要破坏区域位于拱顶及洞室顺向侧边墙上部,建议在洞室表面块体周界完全暴露之前做好支护工作㊂(4)洞室开挖后围岩整体自稳能力较好,拱角㊁墙角等转折处易产生应力集中区域,可能发生强烈破坏,主厂房和尾调室侧壁的破坏模式主要为拉伸破坏和剪切破坏的共同作用,3条主变搬运道之间岩体进入塑性状态的区域较少㊂地下厂房区拱角㊁54西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================墙角受应力集中影响,可能存在破裂破坏,需及时采取支护措施或预防措施㊂参考文献:[1]　刘锦华,吕祖珩.块体理论在工程岩体稳定分析中的应用[M].北京:水利电力出版社,1988.[2]　李攀峰.大型地下洞室群围岩稳定性工程地质研究 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(上接第39页)三维点云配准重建技术,具有自主定位㊁无接触影像采集㊁输出毫米级精度彩色点云的功能,实现了地下空间工程的高精度探测㊂(2)RGBD+SLAM 技术将SLAM 领域的图像特征㊁优化㊁闭环检测㊁点云等技术融为一体,建模过程中,又在点云数据的基础上加入了环境的纹理信息算法,使建立的环境模型更加形象㊁真实㊂(3)将智能管涵探测机器人 RGBD +SLAM”技术应用在某压缩空气储能项目的试验洞探测中,获取了可靠的围岩三维实景模型,基于点云数据对断层进行了解译,并评估了隧洞的超欠挖情况㊂研究成果对于快速构建地下工程三维实景模型,实现洞室施工过程的智能化㊁可视化管理具有促进意义㊂参考文献:[1]　李军远,陈宏钧,张晓华,等.基于信息融合的管道机器人定位控制研究[J].控制与决策,2006,21(06):661-665.[2]　徐小云,颜国正,鄢波.一种新型管道检测机器人系统[J].上海交通大学学报,2004,38(08):1324-1327.[3]　吴璋,佃松宜,龚永铭,等.电缆管道巡检机器人远程测控系统的研究与实现[J].测控技术,2013,32(09):32-36.[4]　祝赫,田梦,郑洪标.基于物联网的管道检测机器人研究与应用[J].给水排水,2014(10):96-99.[5]　伍亮,周敏,罗波,等.基于三维激光扫描的暗涵检测技术应用研究[J].给水排水,2022,58(S2):441-446.[6]　王令文,程效军,万程辉.基于三维激光扫描技术的隧道检测技术研究[J].工程勘察,2013,41(07):53-57.[7]　李海波,杨兴国,赵伟,等.基于三维激光扫描的隧洞开挖衬砌质量检测技术及其工程应用[J].岩石力学与工程学报,2017,36(S1):3456-3463.[8]　钱海,马小军,包仁标,等.基于三维激光扫描和BIM 的构件缺陷检测技术[J].计算机测量与控制,2016,24(02):14-17.[9]　巨广红,申恩昌,薛有平,等.工程勘测新技术及工程应用[J].西北水电,2020(02):12-18.[10]　李晓斌,林志军,林志军,等.基于激光扫描和倾斜摄影技术的三维实景融合建模研究[J].激光杂志,2021,42(08):166-170.[11]　张广羚.面向未知三维场景重建系统的设计与实现[D].大连:大连理工大学,2018.[12]　李星宇,赫念学,魏英波,等.复杂环境倾斜摄影与实景三维建模技术应用[J].测绘通报,2021(S1):20-24.[13]　谭雅斯.基于RGB-D 相机的点云拼接三维重建研究与应用[D].贵阳:贵州大学,2017.[14]　孔李燕.基于RGB-D 的三维点云目标分割[D].青岛:中国石油大学,2018.[15]　周晓玉.基于图优化的移动机器人RGB -D 点云地图构建[D].秦皇岛:燕山大学,2018.[16]　张琦.移动机器人的路径规划与定位技术研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014.[17]　贾浩.基于Cartographer 算法的SLAM 与导航机器人设计[D].济南:山东大学,2019.[18]　孙永泉,田红丽.视觉惯性SLAM 综述[J].计算机应用研究,2019(12):3530-3533.64李鹏,王启鸿.缓倾岩层地下厂房洞室围岩稳定性评价 以某抽水蓄能电站地下厂房为例===============================================文章编号:1006 2610(2023)02 0047 05黄土湿陷系数与物性指标的相关性分析潘登丽1,康尘云2(1.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,西安　710065;2.陕西铁道工程勘察有限公司,西安　710043)摘　要:为了探究湿陷系数与物性指标间的内在关系,在西安市南郊神禾塬采取270组土样进行室内试验,分析湿陷系数与12个物性指标的相关性,选取与湿陷系数具有高度相关关系的7个物性指标作为自变量,以平方根变换后的正态变量为因变量,采用逐步回归分析方法建立以天然密度㊁压缩系数㊁孔隙率㊁饱和度为自变量的最优回归模型,用同一场地的另外29组实测数据验证该预测模型的准确性㊂结果表明:该回归模型具有统计学意义,4个自变量对因变量的影响也均有统计学意义;湿陷系数实测值与预测值的决定系数等于0.930,二者得到的湿陷等级一致,说明该回归模型的预测精度较高㊂研究结果对于快速准确地预测黄土的湿陷系数具有一定的参考价值㊂关键词:湿陷性黄土;湿陷系数;相关分析;逐步回归;预测模型中图分类号:TU431 文献标志码:A DOI :10.3969/j.issn.1006-2610.2023.02.009Correlation Analysis of Loess Collapsibility Coefficient and Physical Property IndexPAN Dengli 1,KANG Chenyun 2(1.PowerChina Northwest Engineering Corporation.Ltd.,Xi'an　710065,China ;2.Shaanxi Railway Engineering Survey Corporation.Ltd.,Xi'an　710043,China )Abstract :To explore the inherent relationship between collapsibility coefficient and physical property indexes ,270groups of soil samples were taken from Shenhe Plateau in the southern suburb of Xi'an for indoor tests.The correlation between the collapsibility coefficient and 12physical property indexes was analyzed.Seven physical property indexes highly correlated with the collapsibility coefficient were selected as independent variables ,the normal variables after square root transformation were used as dependent variables ,and an optimal regression mod⁃el with natural density ,coefficient of compressibility ,porosity ,and saturation as independent variables was established by stepwise regression analysis method.Another 29groups of measured data from the same site were used to verify the accuracy of the prediction model.The results show that the regression model is statistically significant ,and the effects of the four independent variables on the dependent variables are also statistically significant ;The determination coefficient between the measured value and the predicted value of the collapsibility coefficient is e⁃qual to 0.930,and the collapsibility grades obtained by the two ways are consistent ,indicating that the prediction accuracy of the regression model is high.The study results have certain reference value and practical engineering significance for quick and accurate prediction of the collapsibility coefficient of loess.Key words :collapsible loess ;collapsibility coefficient ;correlation analysis ;stepwise regression ;prediction model 收稿日期:2022-10-10 作者简介:潘登丽(1993-),女,陕西省安康市人,工程师,主要从事岩土工程勘察方面的工作.0　前　言湿陷性黄土是在干旱㊁半干旱气候条件下形成的,受水浸湿后在一定压力作用下,土体强度弱化,承载力降低,结构迅速破坏,并产生显著的沉降㊂黄土的物理力学参数对黄土地区工程的设计和施工都有重要影响[1-3],湿陷系数是定量评价黄土地基湿陷变形的重要参数,通过湿陷系数计算得到的湿陷量是黄土地基湿陷等级划分的依据㊂为确定湿陷系数,一般需开挖探井采取原状试样,进行室内压缩试验,工作量大㊁费工费时㊁精度有限㊂因此,根据已有的基础试验资料,通过科学的分析方法,提出一种快速准确的预测黄土湿陷系数的新方法是有必要的㊂近年来很多学者通过对湿陷系74西北水电㊃2023年㊃第2期===============================================。

利用测井曲线划分岩性、描述岩性特征摘要：砂岩、泥岩、钙质砂岩的岩性不同，在测井曲线上的形态不同，利用自然电位曲线、伽马曲线、侧向测井曲线、声波时差曲线来划分不同的岩性。

本报告来详细解释下如何利用测井曲线来划分岩性。

内容：1．砂岩、泥岩、钙质砂岩的岩性特征。

（1）砂岩：粒度为2-0.063mm的陆源碎屑含量在50%以上的沉积岩称为砂岩，巨粒砂岩2-1mm粗粒砂岩1-0.5mm中粒砂岩0.5-0.25mm细粒砂岩0.25-0.063mm。

颗粒大搬运距离近比面小放射性元素含量少。

吸附离子的能力弱电阻率高。

孔隙度和渗透率大所以物性好。

密度高声波传播速度快声波时差小。

砂岩是良好的储集层。

（2）泥岩：主要是由粘土矿物及小于0.0039mm的细碎屑组成，含少量粉砂碎屑。

颗粒小搬运距离远比面大放射性元素含量多。

吸附离子能力强地层水饱和度高电阻率低。

孔隙度、渗透率小物性差。

密度低声波传播速度慢声波时差大。

泥岩为生油层盖层也有石油在泥岩的裂缝中。

（3）钙质砂岩：含钙砂岩，颗粒小搬运距离远比面大放射性元素含量多于砂岩少于泥岩。

孔隙度渗透率特小物性极差。

吸附离子能力特弱几乎不含地层水（致密）电阻率特高。

密度特高声波传播速度特快声波时差特小。

2. 自然电位测井、自然伽马测井、侧向测井、声波时差测井基本原理2（一）．自然电位测井：自然电位测井，是电法测井的一部分，主要用于砂泥岩剖面。

自然电位测井测量的是自然电位随井深变化的曲线。

由于自然电位测井在渗透层处有明显的异常显示，因此，它是划分和评价储集层的重要方法之一。

产生原因：在井内，当地层水含盐浓度和钻井液含盐浓度不同时，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用；当地层压力与钻井液压力不同时，在地层空隙中产生过滤作用。

这些在井壁附近产生的电化学过程会产生自然电动势，形成自然电场。

砂岩负异常泥岩为一条基线钙质砂岩异常幅度小接近一条基线。

（二）自然伽马测井：是沿井身测量岩层的天然伽马射线强度的方法。

储集层：具有储存油气空间的岩层。

储层分类：①按岩类：碎屑岩储层、碳酸盐岩储层、特殊岩类储层；②按储集空间类型：孔隙型、裂缝型、孔隙裂缝型、缝洞型、孔洞型、孔洞缝复合型；③按渗透性：高渗储层、中渗储层、低渗储层、特低渗储层。

特殊储层：不同于常规均质孔隙型砂岩储层的储层，包括岩浆岩、变质岩、砾岩、泥质岩等。

评价碳酸盐岩储层特征的核心是空隙空间结构，即它的孔隙、溶洞、裂缝的发育特征及组合状况。

非常规储层测井评价基本任务：①储层在哪里、什么类型、是否有效——找储层；②是储层含什么性质的流体——找油气层；③是储层的储集物性条件如何——评价油气层的好坏；④是什么地方还有好的储层——储层多井对比与横向预测。

碳酸盐岩岩石成份：①主要成分——方解石、白云石、硬石膏、岩盐（是骨架，比重最大）；②粘土成分（性质最活跃）；③其它成分——有机质、黄铁矿、铝土矿、碳酸磷灰石（量少，影响大）。

各自的主要物理性质：①方解石：白色、灰色，分布广，易溶蚀。

②白云石：灰白色，分布于咸度高的海、湖，次生方式形成，为石灰岩受含镁溶液交代而成的白云岩中的主要矿物。

③硬石膏、盐岩：都不是碳酸盐岩，而是蒸发岩，但经常出现在碳酸盐岩地层剖面中。

④粘土矿物：种类繁多、结构复杂、分布形式多变、含量不稳定、性能特殊，对储层物性测井响应影响极大。

有较强的可压缩性。

⑤有机质：含量少,但对油气的生成、岩石的某些物理性质影响很大。

⑥黄铁矿：呈团块、结核状分布。

岩石结构：描述岩石各组成部分的几何形态特征的一个概念；是指岩石颗粒、晶粒的大小、形状、分选、表面性质及其组成形式。

非均质岩石构造类型：薄层状构造、眼球眼皮构造、豹斑构造、燧石结核构造。

空隙空间的基本类型：孔隙、吼道、裂缝、洞穴。

裂缝：指岩石受外力作用、失去内聚力而发生各种破裂或断裂所形成的片状空间，它切割岩石组构。

裂缝的分类：①按裂缝成因分：成岩缝、风化溶蚀缝、构造缝；②按裂缝宽度分：微裂缝、中等裂缝、粗大裂缝；③按裂缝产状分：高角度缝、斜交缝、低角度缝；④按填充状况分：全充填缝、半充填缝、未充填缝；⑤其它分类方法：单组系裂缝、网状裂缝。