本文關(guān)鍵詞：水滲流引起的巖土體電阻率變化規(guī)律與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

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【摘要】：巖土體中液體滲流引起多種地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害,例如,巖體中水滲流引發(fā)的礦井突水,土體中污染液滲流引起的土污染。研究直流電阻率法監(jiān)測(cè)液體在巖土體中滲流規(guī)律,對(duì)礦井突水的防治和污染液污染的預(yù)測(cè)治理都有重要的意義。本文應(yīng)用公式推導(dǎo)、分析比較、數(shù)值模擬和物理模擬等方法對(duì)液體(文中以水為例)在巖土體中的滲流、影響視電阻率的因素等進(jìn)行研究。其主要內(nèi)容和成果如下:(1)根據(jù)總結(jié)得到的水在巖土體滲流特征,建立巖土體水滲流的數(shù)值模型,對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值模擬。同時(shí),在均勻的砂和以淮北某礦和新驛某礦為基礎(chǔ)建立的煤巖體模型上進(jìn)行滲水實(shí)驗(yàn)。數(shù)值和物理模擬結(jié)果表明,直流電阻率法能夠監(jiān)測(cè)水的滲流過程,能夠確定各時(shí)刻水滲流的區(qū)域。(2)阿爾奇公式是直流電阻率法監(jiān)測(cè)巖土體滲流的物理基礎(chǔ)。將體積含水率這個(gè)參數(shù)引入阿爾奇公式,得到含有含水率的阿爾奇公式�；诤泻实陌柶婀�,建立了反映含水率變化的視電阻率比值計(jì)算公式。利用該公式可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,處理方法一:為將各時(shí)刻電阻率與背景作比,應(yīng)用該方法處理可以去除部分干擾,更清楚的描述滲流過程,確定各時(shí)刻水滲流的范圍,水滲流到達(dá)的位置;處理方法二:為將各時(shí)刻電阻率與其前一時(shí)刻的電阻率作比,應(yīng)用該方法處理后可以判斷各時(shí)刻內(nèi)吸水的區(qū)域,定性的判斷各時(shí)刻吸水的大小。(3)建立不同體積低阻體、不同深度低阻體、不同電阻率地質(zhì)體模型,進(jìn)行數(shù)值模擬,模擬結(jié)果表明:視電阻率值與低阻目標(biāo)體的體積的大小、埋置深度和電阻率數(shù)值相關(guān),其他因素相同的條件下,目標(biāo)地質(zhì)體的體積越大,視電阻率數(shù)值越小;體積越小,視電阻率數(shù)值越大;目標(biāo)地質(zhì)體的電阻率數(shù)值越小,視電阻率數(shù)值越小,電阻率數(shù)值越大,視電阻率數(shù)值越大;低阻目標(biāo)地質(zhì)體的埋深越大,視電阻率數(shù)值越大,埋深越小,視電阻率數(shù)值越小。水滲流過程中探測(cè)區(qū)域內(nèi)低阻體的體積、埋深和電阻率都在發(fā)生變化,因此,視電阻率與滲流的過程相關(guān)。同時(shí),在水砂和煤巖體中滲流時(shí)做了直流電阻率法監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:滲水點(diǎn)下方視電阻率與滲流時(shí)間相關(guān),滲水早期,視電阻率隨滲流時(shí)間急速下降,中后期視電阻率隨滲流時(shí)間區(qū)域平緩,最終在某個(gè)值附近。滲流早期視電阻率與滲流時(shí)間二次相關(guān)。急速下降可作為滲流早期的標(biāo)志,該標(biāo)志對(duì)煤礦的突水的防治和污染的監(jiān)控均有意義。(4)通過對(duì)二維體和三維體二維剖面進(jìn)行數(shù)值模擬,模擬結(jié)果表明:二維體的二維剖面能夠反映三維體二維剖面的情況。提出比值系數(shù)校正二維體二維剖面校正法,二維校正后,二維體的二維剖面與三維體的二維剖面數(shù)值上更接近,低阻曲線更接近�；诙S體與三維體的二維剖面關(guān)系,提出了二維體水滲流近似三維體滲流的相似實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)可實(shí)時(shí)驗(yàn)證視電阻率的監(jiān)測(cè)過程。
【關(guān)鍵詞】：巖土體滲流 直流電阻率法 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 視電阻率影響因素 含水率阿爾奇公式 物理模擬
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P631.322
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-9
• Extended Abstract9-22
• 變量注釋表22-23
• 1 緒論23-34
• 1.1 背景及意義23-25
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀25-31
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線31-34
• 2 直流電阻率法監(jiān)測(cè)巖土體中水滲流基本原理34-45
• 2.1 巖土體中水的滲流34-37
• 2.2 巖石電阻率的物理基礎(chǔ)37-39
• 2.3 三維體與二維體的電場(chǎng)關(guān)系39-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 3 直流電阻率法監(jiān)測(cè)水在巖土體中滲流數(shù)值模擬45-65
• 3.1 影響視電阻率的因素45-52
• 3.2 三維模擬與二維模擬之間的近似關(guān)系52-57
• 3.3 均勻土體中水滲流模擬57-61
• 3.4 裂隙中水滲流模擬61-63
• 3.5 本章小結(jié)63-65
• 4 直流電阻率法監(jiān)測(cè)水在巖土體中的滲流實(shí)驗(yàn)研究65-135
• 4.1 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)原理及參數(shù)選擇65-70
• 4.2 均勻介質(zhì)中滲流動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)70-107
• 4.3 煤炭采后隔水層下滲流動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)107-124
• 4.4 煤炭采后滲流動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)124-133
• 4.5 本章小結(jié)133-135
• 5 直流電阻率法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在某礦的水滲流實(shí)例135-141
• 5.1 安徽某礦頂板直流電阻率法動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)135-140
• 5.2 本章小結(jié)140-141
• 6 結(jié)論與展望141-143
• 6.1 結(jié)論141-142
• 6.2 展望142-143
• 參考文獻(xiàn)143-151
• 作者簡(jiǎn)歷151-153
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集153

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本文編號(hào)：773746