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CO_(2)-水-岩相互作用对砂岩储层微观孔隙结构及力学性质的影响
1
作者 卢铁 何辉 +3 位作者 孙义娟 杜丽媛 于丹丹 李晓彤 《西安石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期33-39,共7页
通过CO_(2)-水-岩反应实验,探究反应对于储层岩石矿物成分、微观孔隙结构、力学特性3个方面的影响。结果表明,CO_(2)-水-岩相互作用会导致储层中长石、方解石及部分黏土矿物发生溶解,生成高岭石为主的黏土矿物,进而影响储层微观孔隙结构... 通过CO_(2)-水-岩反应实验,探究反应对于储层岩石矿物成分、微观孔隙结构、力学特性3个方面的影响。结果表明,CO_(2)-水-岩相互作用会导致储层中长石、方解石及部分黏土矿物发生溶解,生成高岭石为主的黏土矿物,进而影响储层微观孔隙结构,导致储层孔隙度、渗透率的变化,并导致储层岩石弹性模量和硬度降低,地层渗透性变好,对CO_(2)封存产生积极的影响。研究对砂岩储层CO_(2)地质封存可注入性评价具有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 CO_(2)-水-岩相互作用 力学性质 微观孔隙结构 岩石矿物成分 地质封存
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飞机动载作用下轮胎-积水道面相互作用分析
2
作者 蔡靖 沈詟 +2 位作者 周宁 李岳 范怡飞 《空军工程大学学报》 北大核心 2025年第2期1-10,共10页
基于起落架-轮胎-积水道面动力耦合仿真模型并考虑道面平整度影响,获得起飞、着陆阶段轮胎轮心动位移时程曲线,在此基础上运用有限元软件仿真分析着陆和起飞阶段动载作用下积水道面支撑力、接触面积及位移阻力的变化规律,从而获得动载... 基于起落架-轮胎-积水道面动力耦合仿真模型并考虑道面平整度影响,获得起飞、着陆阶段轮胎轮心动位移时程曲线,在此基础上运用有限元软件仿真分析着陆和起飞阶段动载作用下积水道面支撑力、接触面积及位移阻力的变化规律,从而获得动载作用下临界滑水速度的动载影响系数。研究结果表明:在起飞、着陆阶段,道面支撑力、轮胎与道面接触面积、位移阻力及临界滑水速度均较静载作用下有所降低。起飞阶段,道面支撑力与静载作用时相差较小,位移阻力较静载下降低0.3~3 kN,临界滑水速度降低值在5.5 km/h以内;着陆阶段,道面支撑力较静载降低5%~10%,对应位移阻力最大降幅达到50%,临界滑水速度存在急剧变化的情况,差值在5~9 km/h。综合上述临界滑水速度变化规律,定义动静载临界滑水速度比值为动载影响系数,不同滑行工况下该系数取值在0.95~0.99;鉴于着陆阶段飞机临界滑水速度降低较大,滑水风险更高,偏于安全将动载影响系数取为0.96。 展开更多
关键词 飞机动载作用 轮胎-道面相互作用 临界滑水速度 道面支撑力 位移阻力 动载影响系数
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飞机轮胎-湿滑道面相互作用SPH算法仿真分析 被引量：2
3
作者 蔡靖 黄钰岱 +2 位作者 李琪 李岳 戴轩 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第1期53-62,共10页
针对飞机在湿滑道面上的滑水问题,采用光滑粒子流体动力学(SPH)算法建立了飞机轮胎-湿滑道面有限元模型,与流固耦合算法(CEL)模型进行对比,显示了SPH算法的优越性,进而分析了不同轮胎速度及水膜厚度对轮胎与湿滑道面相互作用的影响规律... 针对飞机在湿滑道面上的滑水问题,采用光滑粒子流体动力学(SPH)算法建立了飞机轮胎-湿滑道面有限元模型,与流固耦合算法(CEL)模型进行对比,显示了SPH算法的优越性,进而分析了不同轮胎速度及水膜厚度对轮胎与湿滑道面相互作用的影响规律。结果表明,SPH模型得到的临界滑水速度与CEL模型结果相差不超过5%;舰首波、侧向羽流等流体特征更为明显立体;平均运算效率较CEL模型提高36.5%。利用SPH模型分析可得,道面支撑力随轮胎速度增加呈先平缓下降再急速下降的趋势,水膜厚度为3~13 mm时,急速下降段所在轮胎速度区间为170~260 km/h,基本处于A320飞机的着陆滑跑速度范围内,应增强对飞机滑水事故风险的防范;位移阻力随着轮胎速度增加呈先增大后减小的趋势,且在轮胎达到临界滑水速度时取得最大值,进而提出利用位移阻力最大值确定临界滑水速度的方法;侧向羽流最大溅水高度随轮胎速度增加呈先升高后降低的趋势,在接近临界滑水速度时达到最大值;舰首波最大溅水高度低于侧向羽流最大溅水高度,且随轮胎速度增加而降低,达到临界滑水速度时舰首波接近消失,2种溅水特征的最大溅水高度值均低于A320飞机发动机的最小离地高度0.680 m,不会对发动机产生影响。 展开更多
关键词 交通运输工程 轮胎-道面相互作用 光滑粒子流体动力学算法 临界滑水速度 道面支撑力 位移阻力 溅水高度
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二氧化碳羽流地热系统水-岩-气相互作用:以松辽盆地泉头组为例 被引量：9
4
作者 石岩 冯波 +4 位作者 许天福 王福刚 封官宏 田海龙 雷宏武 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1980-1987,共8页
二氧化碳羽流地热系统(CPGS)是利用CO2地质储存场地进行地热能开发的一种工程技术,也是整合CO2减排与开发深部地热资源的理想方式。但伴随着对深部地热的提取,注入储层的超临界CO2使深部咸水的pH值降低,导致周围岩体产生溶解和沉淀,从... 二氧化碳羽流地热系统(CPGS)是利用CO2地质储存场地进行地热能开发的一种工程技术,也是整合CO2减排与开发深部地热资源的理想方式。但伴随着对深部地热的提取,注入储层的超临界CO2使深部咸水的pH值降低,导致周围岩体产生溶解和沉淀,从而引起孔隙度、渗透率等地层物性的变化,最终改变系统的生产能力和净热提取效率。以松辽盆地泉头组为目标储层,采用室内实验、数值模拟等技术手段,通过实验和数值计算结果的对比,揭示系统水-岩-气相互作用对热储矿物组分的改变。研究结果显示:实验过程中矿物溶解对温度和盐度变化较为敏感,而受压力影响较小;在实验和模拟时间内发生溶解的矿物主要是长石类矿物,方解石在反应后全部溶解;石英、伊利石和高岭石的矿物组分体积分数有所增加,并有少量菱铁矿生成。 展开更多
关键词 二氧化碳羽流地热系统 水 岩 气相互作用 松辽盆地
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页岩气层水-岩作用机理、特征及意义 被引量：2
5
作者 程秋洋 杨洪志 +5 位作者 游利军 康毅力 常程 谢维扬 贾钠 唐雪峰 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期96-108,共13页
页岩气效益开发依赖水平井分段水力压裂技术,然而水基钻井液、碱性油基钻井液、滑溜水压裂液、前置酸液和氧化性破胶液与页岩发生水-岩作用,潜在影响着钻井过程井壁稳定、压裂改造效果、压后闷井及返排效果。通过系统综述国内外页岩气层... 页岩气效益开发依赖水平井分段水力压裂技术,然而水基钻井液、碱性油基钻井液、滑溜水压裂液、前置酸液和氧化性破胶液与页岩发生水-岩作用,潜在影响着钻井过程井壁稳定、压裂改造效果、压后闷井及返排效果。通过系统综述国内外页岩气层水-岩作用机理、水-岩作用下页岩组构响应特征,讨论了水-岩作用对页岩气开发的意义。综述认为,页岩富含水敏性组分黏土矿物等、酸敏性组分碳酸盐矿物、碱敏性组分石英等和氧敏性组分有机质和黄铁矿;页岩矿物组分水解程度极低,但黏土矿物水化膨胀、促缝现象突出;页岩孔隙和裂缝的分布均与化学不稳定组分石英、碳酸盐矿物、有机质和黏土矿物密切相关,化学溶蚀包括酸化溶蚀、碱液侵蚀和氧化溶蚀;水-岩作用下页岩组分溶蚀,诱发孔缝溶扩并劣化岩石力学性质。研究指出,推动工作液配方优化,攻关应用氧化性酸液和氧化性压裂液,有利于提高压裂造缝效果和促进吸附气产出,提高气层采收率;基于闷井压降曲线拐点确定最长闷井时间,构建考虑缝网导流能力保护的控压生产制度,有利于指导气井生产全过程合理控压,延长稳产期,提高单井产量。 展开更多
关键词 页岩气层 水力压裂 工作液 水-岩作用 氧化 闷井 控压生产
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考虑水-结构-土相互作用的桥墩自振频率半解析解
6
作者 傅大宝 卢哲超 +4 位作者 蔡辉腾 李芳 徐嘉隽 郭阳 金星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期240-249,共10页
建立考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构自振频率半解析解,并通过实测数据进行验证。以单个桥墩为研究对象,将“桥墩-承台-桩基”结构体系简化为Bernoulli-Euler梁,采用附加质量模型模拟水-结构相互作用,采用弹性Winkler地基模型模拟桩-... 建立考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构自振频率半解析解,并通过实测数据进行验证。以单个桥墩为研究对象,将“桥墩-承台-桩基”结构体系简化为Bernoulli-Euler梁,采用附加质量模型模拟水-结构相互作用,采用弹性Winkler地基模型模拟桩-土相互作用,建立考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构振动控制方程。使用分离变量法得到结构振型函数,根据边界条件建立矩阵方程,通过求解方程的特征值得到结构自振频率。以福州浦上大桥E11桥墩为例,将海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)核心地震计安装在承台处,采集桥墩的振动响应并提取结构自振频率。同步安装陆地地震仪验证OBS水下监测的有效性,通过对比半解析解、有限元解和实测值验证桥墩结构半解析解的合理性。在此基础上,分析土-结构相互作用、水-结构相互作用对结构自振频率的影响。结果表明,OBS能够满足桥墩自振频率水下测试的环境要求;建立的考虑水-结构-土相互作用的桥墩结构自振频率半解析解合理;土-结构、水-结构相互作用会降低结构的一阶自振频率,其中土-结构相互作用的影响比水-结构相互作用更显著。 展开更多
关键词 桥墩 自振频率 水-结构-土相互作用 海底地震仪(OBS) 有限元分析
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顶空固相微萃取/气相色谱-串联质谱法测定环境水中苯系物及氯苯类污染物 被引量：1
7
作者 侯新茹 仝凯旋 +5 位作者 常巧英 张虹艳 陈辉 李相阳 张佳琳 李玲 《分析测试学报》 北大核心 2025年第2期275-284,共10页
采用顶空固相微萃取结合气相色谱-串联质谱(HS-SPME/GC-MS/MS),建立了一种同时测定水样中8种苯系物和12种氯苯类污染物的方法。采用DB-Heavy-Wax(2.1 mm×50 mm,1.7μm)色谱柱分离,通过对升温程序和质谱条件的优化,对待测物进行色... 采用顶空固相微萃取结合气相色谱-串联质谱(HS-SPME/GC-MS/MS),建立了一种同时测定水样中8种苯系物和12种氯苯类污染物的方法。采用DB-Heavy-Wax(2.1 mm×50 mm,1.7μm)色谱柱分离,通过对升温程序和质谱条件的优化,对待测物进行色谱分离和特征识别。确定最佳前处理条件:向20 mL顶空瓶中加入10 mL水样及2 g NaCl,在55℃下以500 r/min振荡1 min,萃取时间为10 min,解吸时间为1 min。在最优实验条件下,20种分析物的线性范围为0.000 2~50μg/L,相关系数(r^(2))为0.996 0~0.999 7。方法检出限(LOD)为0.000 1~0.2μg/L,定量下限(LOQ)为0.000 2~0.5μg/L;在不同加标水平(1、2、10倍LOQ)下的回收率分别为75.4%~119%、72.7%~109%和97.8%~118%,日内和日间相对标准偏差(RSD)均不大于19%。采用该法对20批环境水样进行检测,其中1批样品检出甲苯。该方法具有效率高、灵敏度高、自动化程度高、环境友好的优点,可为环境保护和污染物监测提供强有力的技术支持。 展开更多
关键词 环境水 顶空固相微萃取 气相色谱-串联质谱 苯系物 氯苯类污染物
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砂岩储层中CO_2-地层水-岩石的相互作用 被引量：26
8
作者 王广华 赵静 +3 位作者 张凤君 陶怡 杨潇瀛 王怀远 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期1167-1173,共7页
利用高温高压反应釜模拟不同温度条件下CO2-地层水-砂岩间的相互作用,并观察反应前后样品形貌、分析质量和比表面积的变化,讨论反应液pH和各离子浓度的变化原因,进一步阐明CO2-地层水-砂岩相互作用过程中矿物的溶解和沉淀机制。研究结... 利用高温高压反应釜模拟不同温度条件下CO2-地层水-砂岩间的相互作用,并观察反应前后样品形貌、分析质量和比表面积的变化,讨论反应液pH和各离子浓度的变化原因,进一步阐明CO2-地层水-砂岩相互作用过程中矿物的溶解和沉淀机制。研究结果表明,超临界CO2注入后,随着温度的升高,砂岩中可溶矿物(长石类)的溶蚀作用加剧;样品表面和孔隙中均有新物质生成,主要矿物为石英、高岭石、绿泥石和一些未知的含"C"硅铝酸盐。 展开更多
关键词 CO2 地层水 砂岩 水-岩相互作用
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水-岩相互作用对库岸边坡稳定的影响研究 被引量：84
9
作者 刘新荣 傅晏 +2 位作者 王永新 黄林伟 秦晓英 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期613-616,627,共5页
在三峡水库运营后,将按计划进行周期蓄、排水。对于构成库岸边坡的岩体来说,将受到库水"饱水-风干"水-岩循环作用造成的岩性劣化,进而对坡体稳定性构成严重危害。以砂岩为代表岩体,通过试验模拟了库岸边坡岩体在库水涨落情况... 在三峡水库运营后,将按计划进行周期蓄、排水。对于构成库岸边坡的岩体来说,将受到库水"饱水-风干"水-岩循环作用造成的岩性劣化,进而对坡体稳定性构成严重危害。以砂岩为代表岩体,通过试验模拟了库岸边坡岩体在库水涨落情况下水-岩作用的过程,得出了砂岩受库水"饱水-风干"水-岩循环作用后抗剪强度的劣化规律。结合试验结果,运用FLAC进行了水-岩循环作用下岸坡稳定性的数值模拟,为库岸边坡的稳定性分析提供了有益的依据。 展开更多
关键词 水-岩作用 岩性劣化 FLAC 库岸边坡
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二氧化碳-水-岩作用机理及微观模拟方法研究进展 被引量：9
10
作者 张烈辉 张涛 +6 位作者 赵玉龙 胡浩然 文绍牧 吴建发 曹成 汪永朝 范云婷 《石油勘探与开发》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期199-211,共13页
系统综述CO_(2)-水-岩复杂作用机理、多孔介质反应输运(溶解、沉淀及沉淀运移)微观模拟、CO_(2)-水-岩系统微观模拟3个方面的研究进展,指出目前研究存在的主要问题并提出了关于未来研究方向的建议。CO_(2)注入储集层后,不仅存在常规渗... 系统综述CO_(2)-水-岩复杂作用机理、多孔介质反应输运(溶解、沉淀及沉淀运移)微观模拟、CO_(2)-水-岩系统微观模拟3个方面的研究进展,指出目前研究存在的主要问题并提出了关于未来研究方向的建议。CO_(2)注入储集层后,不仅存在常规渗流体系的流动和传质作用,还会产生溶解、沉淀及沉淀运移等特殊物理化学现象,其耦合作用导致多孔介质的孔渗参数变化规律复杂。孔隙尺度的微观渗流模拟,可以得到孔喉三维空间内的详细信息,且能显性观察到多孔介质流-固界面随反应的变化。目前研究主要在复杂作用机理解耦合、多矿物差异性反应表征、沉淀生成机理及表征(晶体成核和矿物脱落)、沉淀-流体相互作用模拟方法、多物理化学过程耦合渗流机制等方面存在局限。未来研究中,需要创新实验方法对“溶解—沉淀—沉淀运移”解耦合,提高矿物地球化学反应相关参数实验测试的准确度,在不同沉淀机理可靠表征的基础上,建立沉淀-流体相互作用模拟方法,并有机耦合各个物理化学过程,最终实现对CO_(2)-水-岩系统中“溶解—沉淀—沉淀运移”的耦合渗流模拟。 展开更多
关键词 CO_(2)-水-岩系统 溶解 沉淀 沉淀运移 微观模拟 CO_(2)捕集、利用与埋存 碳中和 解耦合
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滑坡灾害孕育—激发过程中的水-岩相互作用 被引量：57
11
作者 徐则民 黄润秋 范柱国 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2005年第1期1-9,共9页
降雨造成的地下水与斜坡岩土体之间的复杂作用———水 -岩相互作用不仅是滑坡灾害的主要激发因素,它在滑坡孕育过程中也发挥着重要作用。以往的相关研究主要集中在与滑坡激发有关的空隙水压力、基于空隙水压力效应的滑坡临界降雨量、... 降雨造成的地下水与斜坡岩土体之间的复杂作用———水 -岩相互作用不仅是滑坡灾害的主要激发因素,它在滑坡孕育过程中也发挥着重要作用。以往的相关研究主要集中在与滑坡激发有关的空隙水压力、基于空隙水压力效应的滑坡临界降雨量、地下水富集斜坡的稳定性评价、水 -力耦合及地下水对岩石的软化效应等方面。孕育过程在滑坡研究中居于重要的基础性地位。以流-固耦合等理论为基础对岩体进行时效变形预测,对于斜坡演化研究是重要的,但是,由于大多数滑坡的孕育都是在近地表的侵蚀性地球化学环境中进行的,与深埋地下空间的开挖问题存在明显区别。作为水 -岩相互作用主要类型之一的水-岩化学作用是造成这种差别的主要因素。深入开展滑坡灾害孕育过程中的水-岩化学作用研究不仅对斜坡维护、加固及滑坡预报是重要的,而且可以促进水-力双重耦合、水-热-力及水-热-力-化学多重耦合等复杂理论的发展。 展开更多
关键词 滑坡 孕育过程 激发过程 水-岩相互作用
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基于水-岩相互作用的泥岩库岸时变稳定性分析 被引量：28
12
作者 周世良 刘小强 +1 位作者 尚明芳 李怡 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1933-1939,共7页
为探寻云南省富宁港区泥岩库岸在水-岩相互作用下的稳定性演变规律,通过富宁港区一期工程现场采集泥岩试样,经过不同次数的干湿循环后,进行常规三轴压缩试验。将得到的岩石抗剪强度参数进行工程转换,经回归分析后构建泥岩岩体综合抗剪... 为探寻云南省富宁港区泥岩库岸在水-岩相互作用下的稳定性演变规律,通过富宁港区一期工程现场采集泥岩试样,经过不同次数的干湿循环后,进行常规三轴压缩试验。将得到的岩石抗剪强度参数进行工程转换,经回归分析后构建泥岩岩体综合抗剪强度参数概率分布的时变模型。结合极限平衡法和可靠性理论,得到水-岩相互作用下泥岩库岸中值安全系数、可靠度及可靠安全系数的时变规律。分析结果表明,在水位反复升降作用下,综合二元指标的可靠安全系数能更合理地分析泥岩库岸稳定性;库岸整体稳定程度呈现出非线性衰变特点;库岸最危险滑动面表现为由内向外的渐进性破坏。以试验为基础,提出的泥岩库岸时变稳定性分析方法为研究水位周期性涨落下库岸的稳定性演变规律提供了一条有效途径。 展开更多
关键词 水-岩相互作用 泥岩库岸 抗剪强度参数 时变性 稳定性 可靠性
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顶空平衡-气相色谱法测定水中溶解氢气及其应用 被引量：1
13
作者 潘凤梅 臧昆鹏 +15 位作者 温军 申小龙 魏康轩 兰文港 胡智伟 陈啸鸣 陈炳江 李珊 鲁嫣冉 陈丽涵 郭朋 林溢 陈圆圆 刘硕 徐宏辉 方双喜 《环境化学》 北大核心 2025年第1期121-130,共10页
将顶空平衡法与配置脉冲氦离子化检测器的气相色谱仪相结合,自主设计并优化建立了适用于水中溶解氢气(H_(2))浓度测定的自动化观测系统和方法.测试结果表明,该观测系统对H_(2)摩尔比范围为550.2×10^(−9)—4000×10^(−9)标气的... 将顶空平衡法与配置脉冲氦离子化检测器的气相色谱仪相结合,自主设计并优化建立了适用于水中溶解氢气(H_(2))浓度测定的自动化观测系统和方法.测试结果表明,该观测系统对H_(2)摩尔比范围为550.2×10^(−9)—4000×10^(−9)标气的线性优于0.9995(R^(2)),精密度优于0.07%,准确度优于1.09%,重复性测试结果优于世界气象组织/全球大气观测网的质控要求.基于亨利定律和道尔顿分压定律,推导了更简便实用的溶解H_(2)浓度计算公式.基于该观测系统和方法,于2022年8月开展了京杭运河杭州段溶解H_(2)浓度及水-气H_(2)交换通量的观测研究.结果显示,京杭运河杭州段溶解H_(2)浓度和水-气H_(2)通量的范围分别为216.9—409.4 nmol·L^(−1)和172.1—20513.1μmol·(m^(2)·d)^(−1),是大气H_(2)净排放源,且城区比乡村河段的溶解H_(2)浓度平均高29.6 nmol·L^(−1),表明人为活动是影响淡水系统H_(2)源强和排放量的重要因素之一. 展开更多
关键词 溶解H_(2) 水-气通量 顶空平衡法 气相色谱 饱和度
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CO_2-水-岩相互作用对盖层渗透率影响的数值模拟 被引量：16
14
作者 董建兴 李义连 +2 位作者 杨国栋 柯怡兵 武荣华 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期115-121,共7页
针对我国江汉盆地深部含水层的基础地质和水文地质条件,运用国际先进的反应溶质运移数值模拟软件TOUGHRE-ACT建立垂向一维模型,探索研究了CO2进入盖层后,CO2-水-岩相互作用对盖层渗透率的影响。模拟结果表明,CO2进入盖层后,会使pH值降低... 针对我国江汉盆地深部含水层的基础地质和水文地质条件,运用国际先进的反应溶质运移数值模拟软件TOUGHRE-ACT建立垂向一维模型,探索研究了CO2进入盖层后,CO2-水-岩相互作用对盖层渗透率的影响。模拟结果表明,CO2进入盖层后,会使pH值降低,导致矿物组分和渗透率的变化。模拟5 000a后,盖层底部和顶部渗透率分别增加了10%和6.7%,主要是由石膏在该处的溶解以及菱镁矿未能沉淀造成的;盖层中部渗透率降低了约6.7%,主要是因为铁白云石和菱镁矿在后期发生了沉淀;绿泥石的溶解为铁白云石和菱镁矿的沉淀提供了必要的Mg2+和Fe2+离子来源,对盖层渗透率的变化起到了至关重要的作用。 展开更多
关键词 CO2-水-岩相互作用 盖层渗透率 数值模拟
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人工回灌过程中的水-岩相互作用模拟 被引量：10
15
作者 石旭飞 张文静 +2 位作者 王寒梅 焦珣 何海洋 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期220-227,234,共9页
人工回灌过程中所发生的水-岩相互作用是影响回灌层位地下水环境质量的重要因素。采用室内实验和水文地球化学模拟等技术对人工回灌过程中的水-岩相互作用机理进行了分析。研究结果表明:受混合作用影响,随着回灌水比例的增加,混合水中TD... 人工回灌过程中所发生的水-岩相互作用是影响回灌层位地下水环境质量的重要因素。采用室内实验和水文地球化学模拟等技术对人工回灌过程中的水-岩相互作用机理进行了分析。研究结果表明:受混合作用影响,随着回灌水比例的增加,混合水中TDS质量浓度降低,水化学类型由Cl·HCO3-Na型水逐渐转变为HCO3·Cl-Na·Ca型水;受水-岩作用影响,在同一混合比例条件下,随着水-岩作用的进行,混合水中TDS质量浓度升高,各主要离子质量浓度呈现升高的趋势,但只有回灌水比例占10%时,混合水TDS质量浓度才大于原始地下水(涨幅约5%)。实验介质溶解于水的离子中,Ca2+、Mg2+和HCO3-主要来源于碳酸盐矿物的溶解,Na+主要来自岩盐的溶解。在人工回灌过程中,发生的水-岩相互作用主要包括方解石、白云石、钾长石、岩盐、CO2的溶解和伊利石的沉淀。其中:钾长石溶解量与伊利石沉淀量、碳酸盐矿物溶解量与CO2溶解量的相关性较强,其相关系数分别为1.00和0.78(显著性水平为0.05);硅酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.97(显著性水平为0.01),相关性极强;而碳酸盐矿物反应量和回灌水比例之间的相关系数为0.52(显著性水平为0.01),相关性较弱。上述相关性分析为确定人工回灌过程中的水-岩相互作用机理、地下水中主要离子组分的来源途径以及定量分析人工回灌对含水层介质的影响提供了依据。 展开更多
关键词 人工回灌 水-岩相互作用 水文地球化学模拟 地下水
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采动岩体裂隙自修复的水-CO2-岩相互作用试验研究 被引量：18
16
作者 鞠金峰 李全生 +1 位作者 许家林 杨磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3700-3709,共10页
采动破坏岩体易与采空区水、气发生一系列物理化学作用,促使裂隙发生导水能力降低的自修复现象;研究揭示导水裂隙的自修复机理对于科学评价地下水生态恢复能力、合理制定裂隙限流的保水采煤对策等具有重要的指导意义。基于砂质泥岩裂隙... 采动破坏岩体易与采空区水、气发生一系列物理化学作用,促使裂隙发生导水能力降低的自修复现象;研究揭示导水裂隙的自修复机理对于科学评价地下水生态恢复能力、合理制定裂隙限流的保水采煤对策等具有重要的指导意义。基于砂质泥岩裂隙岩样在酸性和碱性水溶液条件下的水-CO2-岩相互作用实验,揭示了裂隙在黏土矿物遇水膨胀以及次生矿物或沉淀物充填作用下的自修复机理和规律。结果表明:无论酸性或碱性水溶液条件,裂隙均具备自修复能力,但酸性水溶液条件下的自修复效果更好。裂隙自修复过程中存在渗透率“先快后慢”的分区特征;首先出现以裂隙面黏土矿物遇水膨胀作用为主引起的渗透率快速下降现象,其下降速度在碱性水条件下更快;其次随着时间的累积,裂隙面岩石矿物溶解、溶蚀形成的离子与水溶液中的阴阳离子、游离CO2发生离子交换化学反应,引起高岭石等衍生矿物或Fe(OH)3等沉淀物的生成,这些新的物质在裂隙面逐渐吸附堆积,不断降低裂隙的导水能力。由于实验砂质泥岩中铝硅酸盐矿物含量偏低,无法充分消耗加大通入量的CO2,导致多余的CO2会以碳酸的形式对裂隙面矿物形成溶蚀作用,从而引起裂隙开度及其水渗流能力的提高,表现出对裂隙岩石自修复进程的阻滞作用。 展开更多
关键词 导水裂隙 自修复 水-CO 2-岩相互作用 岩石矿物 保水采煤
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论岩土工程中水-岩相互作用研究的焦点问题——特殊软岩的力学变异性 被引量：78
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作者 周翠英 彭泽英 +1 位作者 尚伟 谭祥韶 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期124-128,共5页
水-岩相互作用研究是力学和地球科学领域中的前沿课题之一。在力学领域中称之为“固流耦合作用”,在地球科学领域中称之为“水-岩相互作用”。前者研究的焦点在于固体和流体间力学耦合的基本规律;后者主要研究在高温高压条件下,岩石和... 水-岩相互作用研究是力学和地球科学领域中的前沿课题之一。在力学领域中称之为“固流耦合作用”,在地球科学领域中称之为“水-岩相互作用”。前者研究的焦点在于固体和流体间力学耦合的基本规律;后者主要研究在高温高压条件下,岩石和水发生的化学反应规律及其地球化学特征。岩土工程作为土木工程与地质学的交叉学科,水-岩相互作用研究的侧重点以往主要集中于岩体水力学方面,即从渗流场和形变场的相互作用角度研究其基本规律,目前,已开始注意到水和岩石的化学作用问题。从工程实践中迫切需要解决的共性课题———特殊软弱岩体与水作用后力学性能大幅度变异的问题出发,探讨了某些特殊岩体与水作用的化学规律、矿物学规律及其化学与矿物学损伤所导致的力学损伤规律,并建立软岩-水相互作用的时间效应模型;确定软岩性质软化的标志性临界阈值,为建立水-岩相互作用理论体系奠定软岩研究基础,为重大工程的设计、施工等提供有效的参考和指导。 展开更多
关键词 岩土工程 水-岩相互作用 软岩 力学变异性
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岩溶塌陷演化过程中的水-土-岩相互作用分析 被引量：31
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作者 王建秀 杨立中 何静 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期314-317,共4页
分析了岩溶塌陷演化过程中物理力学上的水 土 岩相互作用 ,并对作用模式进行了探讨。分析结果表明岩溶塌陷的发育和水 土 岩相互作用密不可分 ,塌陷的物质载体是盖层土体和岩层的顶板 ,而地下水赋存于岩土体内 ,地下水和岩土体之间... 分析了岩溶塌陷演化过程中物理力学上的水 土 岩相互作用 ,并对作用模式进行了探讨。分析结果表明岩溶塌陷的发育和水 土 岩相互作用密不可分 ,塌陷的物质载体是盖层土体和岩层的顶板 ,而地下水赋存于岩土体内 ,地下水和岩土体之间存在着复杂的物理力学、化学作用 ,土体和岩体之间也存在着应力传递和物质传输作用 ;反之 ,岩土体结构和稳定状态的变化也会改变地下水的渗流运动状态 ,从而又反过来影响岩土体的结构和稳定状态 。 展开更多
关键词 岩溶 塌陷 演化 数学模型 水-土-岩相互作用
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平顶山矿区岩溶水系统水-岩相互作用的随机水文地球化学模拟 被引量：15
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作者 王广才 陶澍 +1 位作者 沈照理 钟佐燊 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 2000年第3期9-11,共3页
在前期工作的基础上 ,基于新的 (补充 )采集的地下水化学样品的分析数据 ,以 WATEQ4F模型 1 为基础 ,应用本次研究中开发的耦合的 Monte Carlo— WATEQ4F模型 ,对平顶山矿区地下水系统中水 -岩反应状态进行了随机水文地球化学模拟和评... 在前期工作的基础上 ,基于新的 (补充 )采集的地下水化学样品的分析数据 ,以 WATEQ4F模型 1 为基础 ,应用本次研究中开发的耦合的 Monte Carlo— WATEQ4F模型 ,对平顶山矿区地下水系统中水 -岩反应状态进行了随机水文地球化学模拟和评价。结果表明 :随机水文地球化学模拟方法具有很好的实用性和应用前景 ;在模拟研究区内地下水相对于方解石、白云石、石英过饱和 ,相对于石膏未饱和 ,而与玉髓处于平衡状态。这些结果为该区地下水 (子 )系统的划分、岩溶发育规律研究和地下水资源评价提供了进一步的依据。 展开更多
关键词 水-岩作用 随机模拟 水文地球化学模拟 岩溶水
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煤矿地下水库水-岩相互作用机理实验研究 被引量：35
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作者 张凯 高举 +2 位作者 蒋斌斌 韩佳明 陈梦圆 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期3760-3772,共13页
为了揭示煤矿地下水库水体中离子的变化规律,阐明其自净化机理,并为其建设与发展提供理论依据。通过对神东大柳塔煤矿地下水库原位进出水水样水质分析、水化学类型分析和其中主要离子来源解析,设计4组煤矿地下水库泥岩和细砂岩分别与去... 为了揭示煤矿地下水库水体中离子的变化规律,阐明其自净化机理,并为其建设与发展提供理论依据。通过对神东大柳塔煤矿地下水库原位进出水水样水质分析、水化学类型分析和其中主要离子来源解析,设计4组煤矿地下水库泥岩和细砂岩分别与去离子水和矿井水的水-岩相互作用模拟实验,采用图示法、离子比值法等手段揭示煤矿地下水库水体中主要离子的变化规律及其来源。结果表明:大柳塔煤矿地下水库发生的主要水-岩相互作用为阳离子交换反应,黄铁矿氧化,方解石、白云石以及硅酸盐矿物的溶解。阳离子交换反应使得Na^+浓度增大而Ca^2+浓度减少、水化学类型由进水的SO4·Cl-Ca型向出水的SO 4·Cl-Na型转变以及造成Na^+浓度相对Cl-浓度过量而r(Ca^2++Mg^2+)浓度相对于r(HCO3^-+SO4^2-)浓度亏缺的主要原因;且随着水-岩相互作用的进行,泥岩和细砂岩的钠吸附比均逐渐增大,阳离子交换反应逐渐减弱。煤矿地下水库水体中SO4^2-部分来源于黄铁矿氧化,其中泥岩的方解石含量相对于白云石含量较多,主要是黄铁矿氧化与方解石发生中和反应;而细砂岩中白云石含量较多,主要是黄铁矿氧化与白云石发生中和反应。矿井水中Na^+主要来自钠长石和正长石等硅酸盐矿物的溶解,泥岩组和细砂岩组Ca^2+和Mg^2+的主要来源分别是方解石和白云石的溶解。 展开更多
关键词 煤矿地下水库 水-岩相互作用 离子来源 离子变化规律 矿井水
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