地下水封洞库竖井与洞室交叉处的稳定性

对于大断面地下水封石油洞库而言,洞室的断面形状对于洞室稳定性、耐久性及所储油品的密封性十分重要,但是各个巷道与储油洞室交错处的稳定性是整个洞库稳定性的薄弱环节,以辽宁某地下水封石油洞库工程为例,从围岩应力和位移的角度对水封洞库交叉处的稳定性进行FLAC3D数值分析。分析了储油洞室与施工巷道、连接巷道、竖井交叉部位的力学行为,探明了洞室周边应力分布、变形特征以及结构空间受力特征,结果表明:交叉部位的应力集中均没有超出岩石的抗压强度,拉应力的大小和区域也满足要求。最后指出了模拟得到的薄弱部位,提出在设计中增加支护,在施工中加强监控及量测的建议。(图4,表2,参27)     

地下水封储油洞室断面及间距的数值模拟

地下水封储油洞室是大断面地下洞室,其洞室断面的大小对于整个洞室的稳定性起着关键作用。在洞室拱顶高度一定的情况下,对尺寸为18 m×25 m、19 m×28 m及20 m×30 m的3种断面方案进行了数值分析,结合地质条件、地应力等情况,得到最优断面为18 m×25 m。地下水封储油洞室是由多条平行的洞室组成的多组洞罐,每组洞罐间不允许串油,相邻洞室的间距对于洞室的稳定性和阻隔油品互串具有重要作用。采用Hoek-Brown模型在3种断面方案的情况下,分析相邻洞室间距分别为2倍洞宽、1.8倍洞宽及1.5倍洞宽时,两相邻洞室间的相互影响,给出了开挖后洞室直墙处的塑性区深度,进而判断洞室间距的合理性,对工程实践具有一定的指导意义。(图4,表1,参20)     

地下水封石油洞库埋深优化方法

地下水封洞库作为近年来兴起的一种新型储油方式,其埋深的确定是工程需要重点考虑的问题,其直接影响工程质量、安全和造价.结合湛江地下水封石油洞库的工程实例,探讨了确定洞库埋深的一整套流程.首先根据水封条件和岩体质量对洞库顶面埋深进行初步确定,然后采用Flac3D计算软件对湛江地下水封石油洞库的库区进行分析,通过模型的建立和边界条件的利用,对全断面开挖的两组洞罐的围岩力学行为特征进行数值模拟研究,确定出较为合适的洞库埋深高程,最后从工程造价的角度对模拟埋深结果进行对比优化,从而确定出水封石油洞库的最优埋深.工程应用结果表明,该方法具有一定的实用性,可为今后其他类似工程提供参考.     

多相流地下水封液化石油洞库水幕系统的性能评价

为探讨复杂地质条件下地下水封洞库工程建设中水幕系统设置的必要性,以及严格的水幕效率试验、气密性试验的重要性,基于地质统计学原理进行研究区随机渗透率计算,建立考虑研究区渗透性强烈非均质条件的丙烷洞库二维剖面多相流,进行不同工况下油气储品泄漏的运移模拟。结果表明:丙烷在天然地下水水封条件下极易发生泄漏,其污染晕主要向洞室上方运移,长期泄漏会呈伞状遍布洞室上方整个含水层;水平水幕系统可以有效抑制污染晕向上运移,防止泄漏物进入低压环境后发生气化,将污染晕受限在一定空间范围内;垂直水幕系统对抑制污染晕的水平运移效果明显,对不同储品库产生的污染晕有明显的隔离作用;含贯穿裂隙的模型模拟结果表明开展严格的水幕效率试验及气密性试验,及时发现不饱和裂隙并采取措施,对保障水幕系统的有效运行至关重要。(图8,表2,参25)     

地下水封储油库围岩稳定性数值分析

辽宁某地下水封储油硐库地应力水平不高,属于低应力区,开挖后围岩变形破坏受单一结构面和多组结构面的组合控制,因此首先需要分析围岩属于应力型问题还是属于结构面型问题,其重要性等同于围岩参数取值的重要性。Hoek和Brown提出的地质强度指标（GSI）法基于岩体质量评价,应用经验公式确定岩体力学参数,可以一定程度上减少确定抗剪强度指标过程中的主观成分。以辽宁某地下水封储油库工程储油硐室为研究对象,采用基于GSI系统的围岩参数取值方法,借助FLAC3D软件对围岩稳定性进行数值分析,利用位移判据和应力判据对数值分析结果进行解释,进而判断围岩的稳定性,对工程实践具有一定的指导意义。（表1,图11,参9）     

多相流地下水封液化石油洞库水幕系统的性能评价北大核心

为探讨复杂地质条件下地下水封洞库工程建设中水幕系统设置的必要性,以及严格的水幕效率试验、气密性试验的重要性,基于地质统计学原理进行研究区随机渗透率计算,建立考虑研究区渗透性强烈非均质条件的丙烷洞库二维剖面多相流,进行不同工况下油气储品泄漏的运移模拟。结果表明:丙烷在天然地下水水封条件下极易发生泄漏,其污染晕主要向洞室上方运移,长期泄漏会呈伞状遍布洞室上方整个含水层;水平水幕系统可以有效抑制污染晕向上运移,防止泄漏物进入低压环境后发生气化,将污染晕受限在一定空间范围内;垂直水幕系统对抑制污染晕的水平运移效果明显,对不同储品库产生的污染晕有明显的隔离作用;含贯穿裂隙的模型模拟结果表明开展严格的水幕效率试验及气密性试验,及时发现不饱和裂隙并采取措施,对保障水幕系统的有效运行至关重要。(图8,表2,参25)     

断层位置及强度对地下洞室围岩稳定性影响

岩体结构是岩体工程的稳定性的决定因素,在岩体工程中断层是非常常见的地质不连续面,断层自身的力学性质与洞室的位置关系都会对围岩的稳定性产生影响。本文以三峡工程地下厂房建设为例,就断层位置及强度对围岩稳定性影响情况进行分析。     

砂岩韵律层理对地下水封洞库水封效果的影响

随着国家战略储备规模的不断扩大,中国块状结晶岩体的可选范围受到诸多因素限制,突破砂岩区地下水封洞库建设技术可以极大提高地下洞库选址适用范围。为探究在砂岩区建库的可行性,以西南某砂岩区建库选址为背景,利用FEFLOW软件建立水平层理、倾斜10°层理、倾斜50°层理3种工况对应的砂岩区地下水封洞库渗流场模型,并假定2~3条厚层泥岩,放大低渗透性泥岩层对于水封环境的破坏程度,模拟分析砂岩韵律层理对地下洞库水封效果的影响。结果表明:厚层泥岩对于倾斜50°层理工况的影响最小,对于水平层理工况的影响最大,而厚层泥岩已成为地下水环境中的隔水层,严重影响甚至破坏了水封环境。基于此,在模型中针对性设置水平水幕孔、垂直水幕或斜向水幕系统,模拟结果表明:水封效果得到明显改善。在实际工程中,可通过下移水平水幕系统、特定区域增设垂直水幕或斜向水幕系统等实现更好的水封效果。研究成果可为砂岩区地下储油洞库水封设计及选址提供理论参考。     

砂岩韵律层理对地下水封洞库水封效果的影响

随着国家战略储备规模的不断扩大,中国块状结晶岩体的可选范围受到诸多因素限制,突破砂岩区地下水封洞库建设技术可以极大提高地下洞库选址适用范围。为探究在砂岩区建库的可行性,以西南某砂岩区建库选址为背景,利用FEFLOW软件建立水平层理、倾斜10°层理、倾斜50°层理3种工况对应的砂岩区地下水封洞库渗流场模型,并假定2~3条厚层泥岩,放大低渗透性泥岩层对于水封环境的破坏程度,模拟分析砂岩韵律层理对地下洞库水封效果的影响。结果表明:厚层泥岩对于倾斜50°层理工况的影响最小,对于水平层理工况的影响最大,而厚层泥岩已成为地下水环境中的隔水层,严重影响甚至破坏了水封环境。基于此,在模型中针对性设置水平水幕孔、垂直水幕或斜向水幕系统,模拟结果表明:水封效果得到明显改善。在实际工程中,可通过下移水平水幕系统、特定区域增设垂直水幕或斜向水幕系统等实现更好的水封效果。研究成果可为砂岩区地下储油洞库水封设计及选址提供理论参考。     

地下水封洞库水位降深与涌水量的数值分析

在对工作区进行水文地质调查和水文实验的基础上,运用FEFLOW软件建立三维数值模型,计算出相关参数结果,运用ARCGIS软件进行空间分析,可以得到地下洞库在施工和运营过程中的水位变化、涌水量大小、水位降深漏斗大小和范围等数值,为地下水封洞库的建设提供依据,保证施工和运营过程中的安全性和经济性.以烟台某地下水封洞库为例,利用拟合模型,对施工期及运营期的涌水量以及相应水幕补水量进行模拟预测:施工期各阶段稳定涌水量为72.3～287.6 m3/d,水幕补水量为45.5～232.7 m3/d;运营期稳定涌水量为323.5 m3/d,水幕补水量稳定值约为254 m3/d.     

基于可靠度理论的地下盐穴储气库矿柱稳定性

基于摩尔库伦准则建立盐穴矿柱失效函数,采用蒙特卡洛抽样法分析储气库矿柱安全可靠性,打破了传统方法难以对储气库可靠性具体量化的局限性。应用该方法计算了国内某盐穴储气库矿柱的可靠性指标和失效概率,结果表明：矿柱的失效概率随着盐穴埋深增加和夹层数增多而增大,随着储气库内压增大和矿柱宽度增大而减小;盐穴储气库的矿柱宽度对矿柱可靠性影响最大,在保证资源使用率最高的情况下,应尽量保证盐穴矿柱宽度／盐穴直径（跨径比）大于2;建议造穴时尽量采用埋深浅、夹层数少的优质盐岩层;储气库宜采用较大运行压力的运行模式,运行期间尽量减少低压运行时间。（图7,表3,参14）     

含泥岩夹层盐穴储气库的爆炸动力响应数值模拟

为了探讨含泥岩夹层盐穴储气库在可燃气体爆炸作用下的稳定性,利用有限差分软件FLAC^3D,建立盐穴储气库的数值模型,分析爆炸载荷作用下含泥岩夹层盐穴储气库的动态响应,包括储气库围岩的应力状态变化、地震动幅值及稳定性等。结果表明:在可燃气体爆炸载荷作用下,泥岩夹层与盐岩中应力变化基本一致,不存在明显的薄弱部位;人工拟合爆炸波对洞室围岩的冲击作用比三角形爆炸波作用强;可燃气体爆炸作用对洞室围岩破坏的影响有限,随洞室深度的增大迅速衰减;深埋盐穴储气库比浅埋洞室抵抗爆炸作用的能力更强,有利于储气库洞室的稳定性。     

一类复杂生态系统的稳定性研究

为研究群落生态系统环境因素的修正,讨论了m个种群群落生态系统环境因素修正后的生态系统角度,讨论了稳定性判断的敏感性评价指标体系;通过敏感性评价指标体系,找到了一个理论模型学派与生物生态学派就稳定性问题的结合点.     

差动制动对制动稳定性的影响

分析了差动制动的力学特性,并通过ADAMS/CAR建立整车仿真模型,对不同制动初速度下的直线制动及转弯制动进行仿真分析。结果表明,差动制动方式可以减小汽车制动时的侧向位移量;转弯制动时,内轮施加制动力可改善转向不足,外轮施加制动力可改善过度转向;内后轮与外前轮对于制动稳定性影响较大。     

基于H-B强度理论的桩端岩层安全厚度确定

针对岩溶区桩端岩层安全厚度确定中存在的问题，引入能综合考虑岩体质量及三向应力的影响的Hoek-Brown岩体经验强度准则，确定了岩体抗拉强度计算公式，并采用Lambe变换，建立了较为实用的岩体剪切破坏强度公式.基于桩端岩体破坏模式，确定了桩端岩层安全厚度的计算方法.参数分析表明：RMR值对桩端岩层安全厚度有强烈影响，RMR值越高，安全厚度越小，反之越大.对于一般天然下自稳状态的溶洞顶板，安全厚度取3倍桩径较为合理.最后结合工程实例对本文计算方法进行了验证.