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水下收缩裂隙开裂规律地质建模分析

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Ｖ １４ Ｎ ． ｏ． ６ ｏ５
Ｓｅ ． ２ ７ ｐ ００
水下收缩 裂隙开 裂规律地质 建模 分析
马 晓呜 ，戴俊 生 ，赵振 宇 ，周瑶琪 ，艾合 买提 江
（ ．中国石 油大 学 （ 东） 地球 资 源与信 息 学院 ，山 东 东营 ２７６ １ 华 ５０２； ２ ．中国石 油大 学 （ 东）地 球化 学与岩石 圈动 力学开放 实验 室 ，山 东 东营 ２７６ ） 华 ５０ １
２ 实 验 过 程 观 测
水 下 收 缩 裂 隙 的 形 成 大 致 经 历 了 ４ 个 阶
段 一 ：
（ ） 泥水 混 合 物 进 入 低洼 地 带 的 初 始 混 浊 阶 １
段；
（ ） 沉积 压实 稳定 阶段 ； ２
（ ） 水位 线 下 降 ，盐 度增 大 ，裂 隙形 成 阶段 。 ３
关 键词 ：水下收缩裂隙；开裂规律； 分又角度；异常高压；地质建模
中图 分类 号 ：Ｐ１． 文献标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ：０２－ ７ （０７ ５ １７ ４ ５２２ ５９ ５９ ２０ ）０－ １－ ６ ０ ０ 水下 收缩裂隙是泥 质层在水 下脱 水收 缩或 者含 盐度增大 而形 成 的沉 积 变 形构 造 ，长期 以来 ，有关 水下收缩 裂隙开裂规律 的定量 化研 究 尚属空 白¨ 。 本文 以青 岛市 唐 岛湾沿 岸 ７个 水塘 为 实验工 区 ，对 现 代泥质 沉 积物水 下 收缩裂 隙 的开裂 规律 等进 行 了 详 细研究 ，并 且建 立 了相应 的地 质演 化模 型 ，这些 对 于定量 描 述裂 隙形 态 、变 化 规律 ，预测 区域 性 裂 隙规模 、判 别 区域 沉 积环境 等 具有 重要 意义 。
１ 研 究 区地 质 概 况
唐 岛湾 位 于青 岛 市 黄 岛经 济 技 术开 发 区 南 部 ， 沿岸 以障 壁海岸 相沉 积为 主 。注入 实验 工 区 内的水 为黄海 海 水 ，泥为潮 坪沉 积或 泻湖 沉 积 的淤泥 ，具 体参 数 见 表 １ 。各 区 内 粘 土 矿 物 成 分 近 同 ，蒙 脱 石 、伊利 石 、高 岭 石 的 相 对 含 量 依 次 为 ４ ％ ± ０
维普资讯
第４ ６卷 第 ５期
２０ ０ ７年 ９月
中山大学学报 （ 自然科学版 ）
Ａ Ｔ Ｓ ＩＮ ＩＲ Ｍ Ｎ Ｔ Ｒ ＬＵ Ｕ Ｉ Ｅ ＳＴ ＴＳ Ｓ Ｎ Ａ Ｓ Ｎ Ｃ Ａ ＣＥ ＴＡ Ｕ Ａ Ｕ Ａ Ｉ Ｍ ＮＶ Ｒ ＩＡ Ｉ Ｕ Ｙ Ｔ Ｅ Ｉ
表 １ 裂隙研究区域参数调查表
Ｔ ｂ １ Ｔ ｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｏ ｄ ｃ ａ ｋ ｎ ｗｏ ｋ ｓｕ ｙｎ ｒａ ａ ． ｈ ａａ ｔ ｒ ｆｍｕ ｒｃ ｓ ｉ ｒ ． ｔ ｄ ｉ ｇ ａｅ ｓ
项目 水 盐 度／ ％
１
２
３
４
５
６
５ 、３ ％ ±５ 和 ２ ％ ±５ 。 ％ ５ ％ ５ ％
此阶段沉积物粒间水分先后两个时期渗出，且渗流 渠 道各不 相 同 ：首先 ，爆 发式 混相 涌 流 ：随 着 卜
沉 积物 的逐 步压 实 ，上部 泥质 隔水层 阻碍 了粒 间水
的有效渗出，致使透水速率不断减小 ，破坏了其与
蒸 发速 率之 间 的平衡 ，因此在 隔水 层 以下空 间便 形 成 了异常 高压 带 （ 常 高 压 承 载 了上 覆 的 静 水 压 异 力 和泥质 地层 压 力 ） 与此 同 时 ，粘 土 本 身 的脱 水 。 收缩力 也 在 逐 渐增 加 。 可 以说 ，初始 裂 缝 的形 成 ， 是两 者合 力 的共 同结果 ，但 后者 是主 导 。裂缝 产生 瞬 间 ，隔水层 内及 其下伏 粒 间水 在异 常高 压作 用下
７
爆发 式涌 出，其物 理过程 如 图 １ 。其 次 ，隙壁渗 流 ：异常高压作用不但迫使粒间水爆发式涌出，同 时也促使裂缝基块 内形成多个主要渗流通道。这些 渗流通道上端多分布在裂缝壁两侧 ，下端多向下延
伸 到基块 内部 。随 着 裂缝 基 块 内次 级 裂 缝 的形 成 ， 这 种渗 流通 道也 随之 被破坏 、遗弃 。与 此 同时 ，潜 穴 生物 活动 后 留下 的通道 以充 填粉 细砂 为 主 ，且 虫 孔 上端 多位 于泥 质沉 积物 表 面 ，这为粒 间水 的有 效 排 出提 供 了 良好 的辅 助作 用 Ｊ 。
浪 高／ ｍ ｃ １ ２ ５± １ ２ ０±２ ５±２ １
注泥水 比例／ ％ ２ ５
砂 粒 级 含砂量／ ％ 粉砂 １ ０
２ ５
３ ０
２ ０
３ ０
粉砂 ２ ０
２ ０
细砂 ２ ５
２ ５
细砂 １ ５
摘 要 ：通过青岛市唐岛湾沿岸 ７ 个实验工区的考察测试 ， 对现代泥质沉积物水下收缩裂隙的开裂规律进行了
详细研究 ，并且建立 了相应 的地质演化模 型。研 究认 为 ：水下 收缩裂 隙开裂方 式主要 有 ３种 ：分别 为单边开 裂
式 、双边汇合开裂式 和底界 中心开 裂式 ；裂 隙发育过 程中的分叉角度最多为 ９ 。 ０ ，其次为 １０ ；沙泥质地层 中的 ２。 “ 常高压作 用” （ 异 形成机理与大地构造 中的异常高压相似 ）对裂 隙开 裂具有 积极作用。
粉 砂 粗 粉砂 细 砂 １ １ ． ２ ５ ２５ ０
３ ５ ３ ５ ３ ５ ３ ５ ３ ７ ３ ６ ３ ６ ．７ ．７ ．４ ．４ ．５ ．４ ．２
塘 央 水 移 ｃ ７ ５ ６ ５ ６ ５９ ｍ ０± ０± ０± ０±１ ０±５ ６ ０７ ０±５８ ０±１ ０
塘堤水移 ｍ ２ ５ ２ ５ ２ ５ ４ ５ ０±５ ５±５ ２ ｃ ０± ５± ０± ０± １ １ ０±５

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如何运用UDEC创建裂隙岩体水力学模型-水力学论文-水利工程论文-水利论文

如何运用UDEC创建裂隙岩体水力学模型-水力学论文-水利工程论文-水利论文

如何运用UDEC创建裂隙岩体水力学模型-水力学论文-水利工程论文-水利论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——1、引言库岸边坡常因库水位变动而失稳，尤其是岩石里面的节理裂隙，由于水在裂隙中流动，影响岩石的各种特性，控制着岩体的变性破坏特征。

本文简单论述一下如何运用UDEC建立斜坡离散裂隙网络数值模拟计算模型，可以更加正确的反映岩石内部的结构和构造。

从而可以帮助我们揭示一些裂隙岩体边坡在各种水的作用下的下变形机制，为一些岩质边坡的防治提供科学的理论依据。

2、离散单元法的基本原理离散单元法是1970年由Cundall首次提出的，于1986年由王永嘉引入我国，是专门针对不连续介质问题提出的数值模拟解决方法，它对于边坡稳定性的研究是将所研究的边坡岩土体划分为一个个小块，通过每一个小块间的相互作用，以及力与位移的相互作用建立方程。

通过一次次的迭代，配合所建立的平衡方程，使每一个小块都达到平衡状态。

由于离散单元法是通过计算块体之间的作用得到的结果，所以这种方法可以分析实际岩块间大位移的情况，而且可以详细的解析出岩体内部应力与应变的分布情况。

它还有一个重要特点，既其求解平衡方程是利用时间差分法。

因此该方法在实际工程中可以弥补有限元法的缺点，进而求解非均质和不连续体的大位移和大变形的问题。

2.1离散元程序UDECUDEC（Universal Distinct Element Code）是一款由ITASCA公司基于离散单元法原理开发并推广应用的二维的大型商用数值模拟软件。

UDEC对模拟节理化岩体材料介质在准静态及准动态荷载条件下的反应过程特别合适，它不但能够实现接触的模拟，而且可以自动侦测并识别新的接触产生，并模拟其力学行为。

UDEC数值分析程序是为一系列工程问题开发的专业求解工具，例如：它可以应用于地下结构、地震、矿山、核废料处理、能源等问题的研究。

2.2裂隙岩体离散裂隙网络介质模型研究岩石中有很多断层、节理、裂隙，统称为结构面，在岩石水力学中都称之为裂隙。

裂缝表征与建模

裂缝表征与建模


H1378
H1398 H1483
H1377 H1465 H1472
H1389 H1473 H1481 H065 H1480 H1486 火2
H1488
H1487 H1492 H1491 H233
4981000
H1482
4979000
H1343
H1357
4983000
4985000
H1462
渗流介质
特低渗 裂缝类 孔隙类
H2413井FMI成像测井成果图
(2) 常规测井响应特征
基本思路：利用成像测井+岩心观察 标定常规测井对裂缝发育井段 的响应特征，从而定性识别裂缝发育井段。
裂缝发育井段常规测井的响应 特征:
深浅双测向电阻率出现明 显幅度差;声波时差变高幅度 不大. H2油藏裂缝发育段深浅双侧向 比值大于1.5时，为储层裂缝 发育井段。
井数据
- 岩心观察 - 成像测井 - 常规测井
露头描述 精细地质模型
岩相, 孔隙度, 基质渗透率.
裂 缝 分 析
技术路线
裂 缝 建 模
地应力模拟 构造曲率研究 构造滤波分析
生产动态
-示踪剂 -注水井 -采油井
质量控制
裂缝性储层等效渗透率的获得
XX油田XX层裂缝表征与建模技术路线图
H002井裂缝分析
15656000 15658000
H216 H1110 H1111 H1112 H1015 H1105 H1113
H1149
4985000
火16 H1117 H1116 H1091 火西2 H1074 H1089 火西1 H1128 H1129 H1122 H1131 H217 H1144 H1124
采水型地裂缝发育演化模型试验研究

采水型地裂缝发育演化模型试验研究

采水型地裂缝发育演化模型试验研究
龚绪龙①② 顾春生①②③ 卢 毅①② 吕菲菲①②
（①江苏省地质调查研究院 南京 ２１００８０） （②国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室 南京 ２１００８０） （③中国矿业大学 徐州 ２２１１１６）
摘 要 为了研究苏南地区采水型地裂缝成因演化机制，设计建成了抽水与潜山条件大型物理模型系统，运用光纤传感监测 技术手段，模拟地裂缝演化进程，并对其分布规律、成因机制做出总结归纳。试验结果表明：（１）模型试验中光纤传感技术能 够较为准确地对水位、应力－应变分布等参数进行监测；基于光纤传感技术的模型试验系统为地裂缝研究提供新的方法与手 段；（２）岩土体张应力集中区与地裂缝发育位置基本对应，岩土体的张应力集中是判断地裂缝发育阶段的重要标志；（３）通过 地裂缝走向玫瑰花图显示，模型平坦区地裂缝发育方向沿排水孔呈放射状分布；而潜山区域地裂缝发育具明显的方向一致 性，且与潜山等高线平行；（４）地裂缝分布同时受抽水差异性沉降及潜山形态位置控制。 关键词 地裂缝；模型试验；光纤传感技术；基岩潜山；成因演化机制 中图分类号：Ｐ６４２．２ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１７－３４２
９５２
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ 工程地质学报 ２０１８
ｍｏｓｔｓｅｒｉｏｕｓｌａｎｄａｒｅａａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｒｅａｏｆｇｒｏｕｎｄｆｉｓｓｕｒｅｓ．（４）Ｅｘｃｅｓｓｉｖｅｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｂｕｒｉｅｄｈｉｌｌｆｏｒｍａｔｉｏｎｈａｖｅａｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄ ｆｉｓｓｕｒｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｇｒｏｕｎｄｆｉｓｓｕｒｅｓ；Ｍｏｄｅｌｔｅｓｔ；Ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；Ｂｕｒｉｅｄｈｉｌｌ；Ｇｅｎｅｔｉｃｅｖｏｌｕｔｉｏｎ
从基础地质角度研究湖南省矿泉水资源特征及成因规律

从基础地质角度研究湖南省矿泉水资源特征及成因规律

从基础地质角度研究湖南省矿泉水资源特征及成因规律赵帅军;黄树春;夏友;李海兵;曾艳华【摘要】矿泉水是珍稀宝贵的天然资源,越来越受消费者青睐,其形成过程复杂,受多种因素和条件影响,课题从基础地质角度分析湖南省矿泉水资源地质特征,研究矿泉水成因规律,为矿泉水资源勘查、保护与开发利用提供依据.研究表明:湖南省矿泉水资源主要出露于丘陵低山区,含水层岩性主要为岩浆岩、砂岩、灰岩、砾岩及板岩,与断裂裂隙关系密切,以NE向和NNE向为主;矿泉水以岩浆岩型和断裂裂隙型为主;矿泉水勘查重点围绕岩浆岩体和深大断裂周边.%Mineral water is a kind of natural resources which gains popular favor of customers.Its formation process is complicated and influenced by various causes and conditions.The article has analyzed the resource characteristics of mineral water in Hunan Province in respect to basic Geology.It studies the genesis regularity of mineral water in order to provide the foundation for mineral water resources prospecting,protection,exploiting and development.The research result indicates that mineral water resources in Hunan Province are mainly exposed in hill and low mountain regions.The aquifer rock layers are mostly magmatic rocks,sandstone,limestone,conglomerate and slate.They are closely related with the faults and fractured zones in NE and NNE directions.Mineral water is mainly classified as magmatic type and fault-fracture type.The key areas for mineral water prospecting are periphery of the magmatic rock body and the deep fault and fracture structures.【期刊名称】《矿产与地质》【年(卷),期】2017(031)001【总页数】7页(P187-193)【关键词】基础地质;矿泉水;地质特征;成因规律;湖南省【作者】赵帅军;黄树春;夏友;李海兵;曾艳华【作者单位】中国地质大学(武汉),湖北武汉430074;湖南省地质环境监测总站,湖南长沙410007;中国地质大学(武汉),湖北武汉430074;湖南省地质环境监测总站,湖南长沙410007;湖南省地质环境监测总站,湖南长沙410007;湖南省地质环境监测总站,湖南长沙410007;湖南省地质环境监测总站,湖南长沙410007【正文语种】中文【中图分类】P641.5湖南省天然矿泉水资源种类齐全、水质优良、水量丰富，是国内主要矿泉水产地之一，开发潜力巨大。