某高放廢物處置庫(kù)裂隙巖體顯微結(jié)構(gòu)及滲透性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-22 09:18
高放廢物處置庫(kù)通常選址在具有低滲、閉合等特點(diǎn)的巖體內(nèi),因此研究低滲透性裂隙巖體的內(nèi)在結(jié)構(gòu)及滲透特性至關(guān)重要。以甘肅北山處置庫(kù)圍巖結(jié)構(gòu)面為對(duì)象,采用原位壓水試驗(yàn)確定裂隙巖體滲透系數(shù),結(jié)合巖芯CT掃描建模研究裂隙巖體內(nèi)在顯微結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:壓水試驗(yàn)確定的裂隙滲透系數(shù)為10-6~10-8m/s,水力張開(kāi)度為0.027~0.044mm,與鉆孔水文地質(zhì)資料揭露的滲透系數(shù)10-6~10-10m/s相互驗(yàn)證;結(jié)合巖芯CT掃描結(jié)果可知,裂隙巖體內(nèi)在顯微結(jié)構(gòu)與其滲透性具有相關(guān)性。研究裂隙巖體內(nèi)在結(jié)構(gòu)及滲透特性參數(shù),可以為地質(zhì)處置庫(kù)選址提供參考。
【文章來(lái)源】:工程勘察. 2020,48(10)
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
典型單裂隙巖體露頭勘測(cè)、劃分及鉆孔取芯
圖1 典型單裂隙巖體露頭勘測(cè)、劃分及鉆孔取芯新場(chǎng)采石場(chǎng)附近露頭裂隙的發(fā)育情況如表1所示,3條裂隙組分別對(duì)應(yīng)試驗(yàn)區(qū)域露頭的3組優(yōu)勢(shì)單裂隙結(jié)構(gòu)面。通過(guò)室內(nèi)裂隙三維網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建,可以建立隨機(jī)—確定耦合裂隙網(wǎng)絡(luò)模型[22]。
針對(duì)單裂隙巖體的特點(diǎn),課題組自主研發(fā)了用于單裂隙巖體分組、分段進(jìn)行壓水的獲取滲透系數(shù)的原位測(cè)試裝置,通過(guò)多級(jí)恒壓供氣裝置對(duì)栓塞沖氣使其膨脹(圖3 (b)),從而對(duì)鉆孔進(jìn)行封堵,并隔離出單裂隙的試驗(yàn)段。或使用栓塞封堵鉆孔一端,栓塞至鉆孔底端或頂?shù)姿ㄈg成為試驗(yàn)段,以恒定壓力對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行分級(jí)壓水。試驗(yàn)過(guò)程中每隔一段時(shí)間記錄壓水體積或壓水流量,待流量穩(wěn)定一段時(shí)間之后獲得穩(wěn)定壓力水頭下流量、時(shí)間等相關(guān)參數(shù),以便后續(xù)求取裂隙巖體的滲透系數(shù)。根據(jù)壓水?dāng)?shù)據(jù)的初步結(jié)果可知,滲透壓力P和流量Q呈線(xiàn)性關(guān)系,裂隙中水流的流動(dòng)狀態(tài)為達(dá)西流,可以應(yīng)用達(dá)西定律和立方定律。根據(jù)國(guó)外著名學(xué)者Witherspoon (1980)和Gopikrishnan (1998)研究巖石裂隙中流體流動(dòng)的立方定律[23,24],和我國(guó)學(xué)者田開(kāi)銘等(2000)提出研究低滲透介質(zhì)水文地質(zhì)學(xué)的重要性[25],結(jié)合達(dá)西定律,對(duì)立方定律進(jìn)行了進(jìn)一步深化:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]阿奇山1號(hào)巖體現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)試驗(yàn)及滲透性評(píng)價(jià)[J]. 張明,季瑞利,李亞偉,周志超,李杰彪. 世界核地質(zhì)科學(xué). 2018(02)
[2]隨機(jī)與確定耦合的裂隙巖體結(jié)構(gòu)面三維網(wǎng)絡(luò)模擬[J]. 郭亮,李曉昭,周揚(yáng)一,李煜,紀(jì)成亮. 巖土力學(xué). 2016(09)
[3]微米CT在烴源巖微觀結(jié)構(gòu)表征方面的應(yīng)用[J]. 黃振凱,陳建平,王義軍,王華建,鄧春萍. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì). 2016(03)
[4]基于土體細(xì)觀結(jié)構(gòu)重構(gòu)技術(shù)的滲流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 申林方,王志良,李邵軍. 巖土力學(xué). 2015(11)
[5]地下石油儲(chǔ)備庫(kù)在高水頭作用下裂隙巖體的滲透性試驗(yàn)研究[J]. 李印,陳雪見(jiàn),韓桂武,楊征,梁久正. 工程勘察. 2015(08)
[6]CT掃描參數(shù)對(duì)巖土圖像的影響[J]. 陳世杰,趙淑萍,邢莉莉,鄭劍鋒,杜玉霞. CT理論與應(yīng)用研究. 2013(02)
[7]某中低放廢物處置場(chǎng)巖體裂隙統(tǒng)計(jì)分析及滲透系數(shù)張量的確定[J]. 袁革新,趙振華,陳劍杰,褚玉成. 工程勘察. 2011(08)
[8]CT技術(shù)在巖土工程研究中的應(yīng)用[J]. 王路君,左永振,孔憲勇,王志強(qiáng). 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2009(S2)
[9]CT技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展及前景[J]. 高麗娜,陳文革. CT理論與應(yīng)用研究. 2009(01)
[10]巖石三維網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)和模擬研究[J]. 侯健,李振泉,張順康,曹緒龍,宋新旺,高德波. 中國(guó)科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)). 2008(11)
博士論文
[1]基于CT圖像處理的凍結(jié)巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)及損傷力學(xué)特性研究[D]. 劉慧.西安科技大學(xué) 2013
[2]低滲透裂隙介質(zhì)滲透特征評(píng)價(jià)技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 蘇銳.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 2008
本文編號(hào):3601938
【文章來(lái)源】:工程勘察. 2020,48(10)
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
典型單裂隙巖體露頭勘測(cè)、劃分及鉆孔取芯
圖1 典型單裂隙巖體露頭勘測(cè)、劃分及鉆孔取芯新場(chǎng)采石場(chǎng)附近露頭裂隙的發(fā)育情況如表1所示,3條裂隙組分別對(duì)應(yīng)試驗(yàn)區(qū)域露頭的3組優(yōu)勢(shì)單裂隙結(jié)構(gòu)面。通過(guò)室內(nèi)裂隙三維網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建,可以建立隨機(jī)—確定耦合裂隙網(wǎng)絡(luò)模型[22]。
針對(duì)單裂隙巖體的特點(diǎn),課題組自主研發(fā)了用于單裂隙巖體分組、分段進(jìn)行壓水的獲取滲透系數(shù)的原位測(cè)試裝置,通過(guò)多級(jí)恒壓供氣裝置對(duì)栓塞沖氣使其膨脹(圖3 (b)),從而對(duì)鉆孔進(jìn)行封堵,并隔離出單裂隙的試驗(yàn)段。或使用栓塞封堵鉆孔一端,栓塞至鉆孔底端或頂?shù)姿ㄈg成為試驗(yàn)段,以恒定壓力對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行分級(jí)壓水。試驗(yàn)過(guò)程中每隔一段時(shí)間記錄壓水體積或壓水流量,待流量穩(wěn)定一段時(shí)間之后獲得穩(wěn)定壓力水頭下流量、時(shí)間等相關(guān)參數(shù),以便后續(xù)求取裂隙巖體的滲透系數(shù)。根據(jù)壓水?dāng)?shù)據(jù)的初步結(jié)果可知,滲透壓力P和流量Q呈線(xiàn)性關(guān)系,裂隙中水流的流動(dòng)狀態(tài)為達(dá)西流,可以應(yīng)用達(dá)西定律和立方定律。根據(jù)國(guó)外著名學(xué)者Witherspoon (1980)和Gopikrishnan (1998)研究巖石裂隙中流體流動(dòng)的立方定律[23,24],和我國(guó)學(xué)者田開(kāi)銘等(2000)提出研究低滲透介質(zhì)水文地質(zhì)學(xué)的重要性[25],結(jié)合達(dá)西定律,對(duì)立方定律進(jìn)行了進(jìn)一步深化:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]阿奇山1號(hào)巖體現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)試驗(yàn)及滲透性評(píng)價(jià)[J]. 張明,季瑞利,李亞偉,周志超,李杰彪. 世界核地質(zhì)科學(xué). 2018(02)
[2]隨機(jī)與確定耦合的裂隙巖體結(jié)構(gòu)面三維網(wǎng)絡(luò)模擬[J]. 郭亮,李曉昭,周揚(yáng)一,李煜,紀(jì)成亮. 巖土力學(xué). 2016(09)
[3]微米CT在烴源巖微觀結(jié)構(gòu)表征方面的應(yīng)用[J]. 黃振凱,陳建平,王義軍,王華建,鄧春萍. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì). 2016(03)
[4]基于土體細(xì)觀結(jié)構(gòu)重構(gòu)技術(shù)的滲流場(chǎng)數(shù)值模擬[J]. 申林方,王志良,李邵軍. 巖土力學(xué). 2015(11)
[5]地下石油儲(chǔ)備庫(kù)在高水頭作用下裂隙巖體的滲透性試驗(yàn)研究[J]. 李印,陳雪見(jiàn),韓桂武,楊征,梁久正. 工程勘察. 2015(08)
[6]CT掃描參數(shù)對(duì)巖土圖像的影響[J]. 陳世杰,趙淑萍,邢莉莉,鄭劍鋒,杜玉霞. CT理論與應(yīng)用研究. 2013(02)
[7]某中低放廢物處置場(chǎng)巖體裂隙統(tǒng)計(jì)分析及滲透系數(shù)張量的確定[J]. 袁革新,趙振華,陳劍杰,褚玉成. 工程勘察. 2011(08)
[8]CT技術(shù)在巖土工程研究中的應(yīng)用[J]. 王路君,左永振,孔憲勇,王志強(qiáng). 地下空間與工程學(xué)報(bào). 2009(S2)
[9]CT技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展及前景[J]. 高麗娜,陳文革. CT理論與應(yīng)用研究. 2009(01)
[10]巖石三維網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)和模擬研究[J]. 侯健,李振泉,張順康,曹緒龍,宋新旺,高德波. 中國(guó)科學(xué)(G輯:物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué)). 2008(11)
博士論文
[1]基于CT圖像處理的凍結(jié)巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)及損傷力學(xué)特性研究[D]. 劉慧.西安科技大學(xué) 2013
[2]低滲透裂隙介質(zhì)滲透特征評(píng)價(jià)技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 蘇銳.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 2008
本文編號(hào):3601938
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