巖石作為一種天然地質(zhì)材料,在經(jīng)歷漫長的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動、自然侵蝕、工程擾動作用后,內(nèi)部通常含有裂隙或裂隙網(wǎng)絡(luò)。裂隙巖石滲流涉及地下能源儲備、地下核廢料深層儲藏、天然氣開采等工程領(lǐng)域。原本處于自然應(yīng)力狀態(tài)下的巖體受工程擾動后,應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生調(diào)整,巖石內(nèi)部裂隙的力學(xué)和滲流特性也因此受到影響,并控制著巖體的穩(wěn)定性。因此,理解復(fù)雜應(yīng)力路徑作用下裂隙巖石滲流特性具有重要的理論意義,開展裂隙巖石修復(fù)和滲流改性研究具有重要的工程應(yīng)用價值。采用自行研制的溫度-應(yīng)力-滲流多場耦合巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng),以裂隙砂巖和花崗巖作為研究對象,以揭示峰后破裂巖石在加卸載過程中的滲流特性和降低裂隙巖石滲透性為主要目標(biāo),開展了峰后破裂巖石在加卸載作用下滲流特性試驗(yàn)及微生物-裂隙巖石修復(fù)試驗(yàn),主要研究成果如下:（1）在高水力梯度與高圍壓作用下,裂隙巖石滲流特性由線性Darcy流轉(zhuǎn)變成非線性滲流,采用Forchheimer公式可以很好的對非線性滲流過程進(jìn)行擬合分析,非線性影響因子E=0.1可以作為區(qū)分線性流與非線性流的臨界點(diǎn)。在卸載過程中,當(dāng)裂隙面滲透壓力處于較低狀態(tài)下時,裂隙面滲透性不但沒有增加反而減小,表明卸荷后較高的有效應(yīng)力使... 

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題的提出及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 巖石裂隙滲流特性研究
        1.2.2 巖石裂隙應(yīng)力-滲流特性研究
        1.2.3 巖石裂隙修復(fù)研究
    1.3 本文研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究技術(shù)路線
第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及原理
    2.1 引言
    2.2 試樣制備
    2.3 試驗(yàn)系統(tǒng)
    2.4 巖石裂隙線性滲流
        2.4.1 達(dá)西定律
        2.4.2 立方定律
        2.4.3 滲透系數(shù)計(jì)算方法
    2.5 巖石裂隙非線性滲流
        2.5.1 非線性滲流
        2.5.2 滲透系數(shù)計(jì)算方法
    2.6 本章小結(jié)
第3章 峰后破裂巖石加卸載圍壓過程滲流特性研究
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)步驟
    3.3 grad P～Q關(guān)系曲線試驗(yàn)結(jié)果
    3.4 非線性滲流理論分析
        3.4.1 基于Forchheimer公式的非線性滲流分析
        3.4.2 非線性影響因子
        3.4.3 加、卸載圍壓過程中的非線性滲流特性
    3.5 加、卸載圍壓過程試驗(yàn)結(jié)果對比分析
    3.6 巖石裂隙滲流數(shù)值模擬仿真
        3.6.1 粗糙裂隙滲流模型的建立
        3.6.2 計(jì)算參數(shù)以及邊界條件
        3.6.3 粗糙裂隙滲流數(shù)值模擬結(jié)果
    3.7 本章小結(jié)
第4章 峰后破裂巖石循環(huán)加卸載作用下滲流特性試驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 圍壓循環(huán)加卸載滲流試驗(yàn)
        4.2.1 試驗(yàn)步驟
        4.2.2 滲透性隨圍壓變化的規(guī)律
        4.2.3 裂隙面閉合與張開變化特征
        4.2.4 滲流流量損失量變化特征
    4.3 軸壓循環(huán)加卸載滲流試驗(yàn)
        4.3.1 試驗(yàn)步驟
        4.3.2 滲透性隨軸壓變化的規(guī)律
        4.3.3 裂隙面滲流差值變化特征
        4.3.4 滲流流量損失量變化特征
    4.4 本章小結(jié)
第5章 MICP技術(shù)修復(fù)破裂巖石的試驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 MICP礦化試驗(yàn)菌種選育與培養(yǎng)
        5.2.1 菌種選育
        5.2.2 培養(yǎng)基制備
        5.2.3 培養(yǎng)基滅菌
        5.2.4 細(xì)菌接種
        5.2.5 細(xì)菌培養(yǎng)
        5.2.6 膠結(jié)液的制備
    5.3 微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉積修復(fù)破裂巖石
        5.3.1 試驗(yàn)方法
        5.3.2 MICP對裂隙試樣結(jié)構(gòu)完整性修復(fù)效果
        5.3.3 碳酸鈣的測量
        5.3.4 MICP對試樣裂隙面滲透性的影響
    5.4 微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉積修復(fù)破裂巖石(添加細(xì)粒尾砂)
        5.4.1 試驗(yàn)方法
        5.4.2 MICP對裂隙試樣結(jié)構(gòu)完整性修復(fù)效果
        5.4.3 碳酸鈣的測量
        5.4.4 MICP對試樣裂隙面滲透性的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3654971