岩盐水溶开采沉陷及溶腔稳定性PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1开采沉陷机理和规律 1

1.2开采沉陷预测理论和方法 3

1.3开采沉陷控制理论及方法 5

1.4岩盐水溶开采沉陷 7

1.5开采沉陷研究存在的不足及发展趋势 8

第2章 开采沉陷机理及岩盐水溶开采沉陷特点 9

2.1岩体内应力状态 9

2.2地下开采引起的岩层移动形式 10

2.2.1弯曲 10

2.2.2冒落 10

2.2.3片帮 11

2.2.4滑移 11

2.2.5滚动 11

2.2.6底鼓 11

2.3岩层移动稳定后采动岩层内的三带 12

2.3.1冒落带 12

2.3.2裂隙带 13

2.3.3弯曲带 13

2.4地表移动破坏形式 13

2.5地表盆地形成机理及特征 14

2.5.1地表移动盆地的形成 14

2.5.2充分采动 15

2.5.3非充分采动 15

2.5.4地表移动盆地的特征 16

2.5.5岩盐水溶开采下沉移动盆地 16

2.6地表移动盆地移动和变形机理分析 16

2.6.1单点移动分析 16

2.6.2主断面地表移动和变形分析及对建筑物的影响 17

2.7岩体初始损伤对开采沉陷影响的力学机制研究 19

2.7.1岩体初始损伤对开采沉陷的影响 19

2.7.2岩体初始损伤影响开采沉陷的力学机制 19

2.7.3损伤量的测量方法 20

2.8岩盐水溶开采沉陷的特点分析 21

第3章 岩盐水溶开采沉陷相似材料模拟实验 23

3.1实验目的及方案 23

3.1.1实验内容及目的 23

3.1.2实验方案 24

3.1.3实验设备及耗材 25

3.2测量系统 25

3.2.1模型力学参数及损伤量测量 25

3.2.2岩层位移测量方法及原理 27

3.3相似原理及相似准则 29

3.3.1相似原理 29

3.3.2量纲分析法及步骤 29

3.3.3相似准则 30

3.4相似比的确定 31

3.5材料配比实验 32

3.6模型制作 35

3.7水的处理 36

3.8开采及测量 36

3.9实验误差及修正 37

3.10实验结果及分析 39

3.10.1岩层损伤演化过程 40

3.10.2岩层移动变形 41

3.10.3开采沉陷的层面效应及分层特性 43

3.10.4岩层破碎岩体尺寸特征 43

第4章 水溶开采沉陷有限元数值模拟 45

4.1 2D-Sink的特点及实现 45

4.1.1有限元法的开挖 46

4.1.2非线性接触元 47

4.1.3单元破坏判断条件及处理 49

4.1.4垮塌破碎岩体充填效果模拟 51

4.1.5渗透作用下的等效节点力的计算 52

4.1.6材料非线性问题处理方法 53

4.1.7非线性方程组的解法 56

4.1.8线性方程组的数值解法 57

4.2水溶开采沉陷有限元数值模拟 59

4.2.1地层条件及力学参数 59

4.2.2模型建立 59

4.2.3模拟结果及分析 62

第5章 分层传递新概率积分三维预测模型 68

5.1概率积分方法 68

5.1.1基本原理 68

5.1.2概率积分法的缺点及改进 72

5.2新概率积分三维预测模型 73

5.2.1单元开采新概率积分三维模型 73

5.2.2新概率积分三维预测模型 76

5.3新概率积分三维预测模型参数及获取 78

5.3.1主要影响半径及力学获取途径 79

5.3.2下沉系数、水平移动系数的确定 80

5.4分层传递新概率积分三维预测模型 81

5.5分层传递新概率积分三维预测模型的数值解法 82

5.5.1地表下沉数值解算公式 82

5.5.2延指定方向的地表倾斜数值解算公式 83

5.5.3延指定方向的地表曲率数值解算公式 84

5.5.4延指定方向的地表水平移动数值解算公式 85

5.5.5延指定方向的地表水平变形数值解算公式 85

5.5.6分层传递模型的数值解法 85

5.6多溶腔开采沉陷预测模型 85

5.7开采沉陷动态预测模型 86

5.7.1模型原理 86

5.7.2时间影响因素的确定 86

第6章 岩盐溶腔稳定性 88

6.1溶腔稳定性的主要影响因素 88

6.1.1地应力的大小及方向对溶腔稳定性的影响 88

6.1.2岩体的物理力学性质对溶腔稳定性的影响 89

6.1.3地下水对溶腔稳定性的影响 89

6.1.4地质构造对溶腔稳定性的影响 90

6.1.5开采层厚度对溶腔稳定性的影响 90

6.2岩盐溶腔稳定性突变模型 91

6.2.1单溶腔顶板大变形失稳突变模型 91

6.2.2连通井溶腔顶板失稳临界突变分析 94

6.2.3井组溶腔间矿柱稳定性突变模型 97

6.3溶腔储气库运营期稳定性综合评价模型 100

6.3.1体系设计及评价指标 100

6.3.2稳定性等级标准及指标评分方法 101

6.3.3评价等级对应指标的量值 103

6.3.4确定评价指标权重 105

6.4金坛西1储气库稳定性可拓法评价 106

6.4.1可拓法及评价步骤 106

6.4.2金坛西1储气库运营期稳定性待评物元 108

6.4.3西1储气库可拓法评价及结果 108

6.5金坛西1储气库稳定性模糊综合评价 111

6.5.1模糊综合评价及评价过程 111

6.5.2西1储气库模糊综合评价及结果 112

第7章 金坛溶腔储气库的地表变形预测 114

7.1金坛盐矿地质情况 114

7.1.1区域构造 114

7.1.2地层沉积特征 116

7.1.3盐岩层特征 117

7.2溶腔建腔及长期营运地层损失 120

7.2.1建腔过程地层损数值模拟研究 120

7.2.2溶腔储库营运期的地层损失计算 127

7.3溶腔储气库运营期地层损失导致地表沉陷预测 129

7.3.1典型溶腔1——东1井 129

7.3.2典型溶腔2——东2井 130

7.4单溶腔储库破坏失稳导致地表沉陷预测 133

7.4.1典型溶腔1——东1井 133

7.4.2典型溶腔2——东2井 133

7.5多溶腔油气储库地表沉陷预测 135

7.5.1 4溶腔20年收缩变形导致的地表沉陷预测 136

7.5.2 4溶腔破坏失稳导致的地表沉陷 138

7.6溶腔储库地表沉陷动态预测 139

7.6.1单井——东1井地表动态预测 139

7.6.2单井——东2井地表动态预测 139

7.6.3多溶腔油气储库共同作用的地表动态预测 140

参考文献 142