大理岩弹塑性耦合特性试验研究 被引量：27

1

作者 张凯 周辉 +3 位作者 冯夏庭 邵建富 杨艳霜 张元刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2425-2434,共10页

大量研究表明,岩石经历塑性变形时其弹性参数会发生变化,即存在弹塑性耦合现象。为了研究岩石的弹塑性耦合特性,进行了两种大理岩的循环加、卸载试验。试验结果表明:与常规试验对比,循环加、卸载试验对岩石的变形、强度及破坏形态影响较... 大量研究表明,岩石经历塑性变形时其弹性参数会发生变化,即存在弹塑性耦合现象。为了研究岩石的弹塑性耦合特性,进行了两种大理岩的循环加、卸载试验。试验结果表明:与常规试验对比,循环加、卸载试验对岩石的变形、强度及破坏形态影响较小;弹性参数随塑性变形的变化显著,考虑弹塑性耦合时,弹性参数取体积模量和剪切模量更为合适;基于Mohr-Coulomb屈服准则,计算得到了强度参数,即黏聚力和内摩擦角随塑性内变量的演化规律。所得结论将为岩石弹塑性耦合本构模型的建立提供基本的试验支持。 展开更多

关键词 大理岩 弹塑性耦合 循环加、卸载 试验研究

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岩盐弹塑性损伤耦合模型研究 被引量：15

2

作者 房敬年 周辉 +2 位作者 胡大伟 邵建富 梁玉雷 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期363-368,374,共7页

岩盐力学模型是进行能源岩盐储存工程稳定性分析的基础,而损伤和塑性机制并存且相互耦合是岩盐力学行为的基本特点。采用云应岩盐,进行了多组围压条件下的三轴压缩试验,分析了不同围压下岩盐的变形特征。在试验分析的基础上,提出了一种... 岩盐力学模型是进行能源岩盐储存工程稳定性分析的基础,而损伤和塑性机制并存且相互耦合是岩盐力学行为的基本特点。采用云应岩盐,进行了多组围压条件下的三轴压缩试验,分析了不同围压下岩盐的变形特征。在试验分析的基础上,提出了一种能够描述岩盐特性的弹塑性损伤耦合的模型,该模型描述了岩盐损伤的演化和塑性变形的耦合关系,并引入了一种非关联的塑性流动法则来描述岩盐从塑性体积压缩到膨胀的转化。采用该模型对在三轴压缩下的岩盐应力-应变关系进行了模拟分析,并与试验数据进行了对比,结果表明该模型能够较好地描述岩盐的主要力学和变形特性。 展开更多

关键词 岩盐 力学模型 弹塑性损伤耦合

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准动态单轴压缩中类岩材料波速变化试验研究

3

作者 黄晓程 李海波 +2 位作者 夏祥 王秒 宋全杰 《人民长江》 北大核心 2013年第19期59-63,共5页

为了解岩石内部的损伤程度和微裂纹发展状况,对单轴准动态荷载下石膏试样应力状态和纵波速度的关系开展了试验研究.在轴向荷载作用下,分别对石膏试样的纵向和横向进行了声波测试.结果表明：低强度石膏试样的应力声速曲线特征明显,其峰... 为了解岩石内部的损伤程度和微裂纹发展状况,对单轴准动态荷载下石膏试样应力状态和纵波速度的关系开展了试验研究.在轴向荷载作用下,分别对石膏试样的纵向和横向进行了声波测试.结果表明：低强度石膏试样的应力声速曲线特征明显,其峰值后曲线可以划分为4个阶段,各阶段声速变化与试样的损伤破坏相一致,与应力应变曲线的各变化阶段也能很好对应,且试样的应力波速关系在轴向和横向表现出相似的变化特征.石膏试样的损伤阈值出现在应力为抗压强度60％ ～ 80％时,从应力应变曲线看,损伤阈值出现在试样由弹性变形向塑性变形转变的阶段. 展开更多

关键词 单轴压缩 石膏试样 声速 损伤阈值 类岩材料

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锦屏深部地下实验室初始地应力测量实践 被引量：31

4

作者 钟山 江权 +4 位作者 冯夏庭 刘继光 李邵军 邱士利 吴世勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期356-366,共11页

地应力条件是大型地下洞室稳定性分析与工程设计的必要信息之一,对于深部高应力地下工程的安全评价与灾害防治尤为重要。以埋深2 400 m的中国锦屏地下实验室为例,首先重点阐述了高应力下条件下应力解除法测量地应力的原理与方法,并提出... 地应力条件是大型地下洞室稳定性分析与工程设计的必要信息之一,对于深部高应力地下工程的安全评价与灾害防治尤为重要。以埋深2 400 m的中国锦屏地下实验室为例,首先重点阐述了高应力下条件下应力解除法测量地应力的原理与方法,并提出了针对在高应力条件下使用36-2型钻孔变形计地应力测量的改进技术:(1)采用新式阶梯状钻头,分级逐步解除,减小岩芯根部应力集中区域的范围和应力大小;(2)使用大直径解除钻头来增加套孔空心圆柱状岩芯的厚度,即增大裂隙贯通整个岩芯的时间;(3)在测点附近钻取勘探孔以获知测点岩体完整性条件,对是否适合开展测试进行评估。在此基础上,通过现场岩体地应力测试获得每个测孔不同深度垂直钻孔轴线平面上的平面应力状态以及三孔交汇处的三维应力状态(3个主应力的大小和方向),分析开挖扰动导致的围岩应力重分布规律与原始应力场分布。依据洞室围岩重分布应力特征与现场实际破坏的空间位置对应关系,结合现场破坏情况和工程区域地质条件,多角度验证了三维应力结果是可靠的,可为进一步的工程稳定性评价以及围岩支护设计提供依据。 展开更多

关键词 地应力测量 套孔应力解除法 地下实验室 高应力 岩芯饼化

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基于钻孔摄影方法的岩体中结构面连通性分析 被引量：11

5

作者 郭强 葛修润 车爱兰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期733-737,共5页

将钻孔摄影方法推广到多孔结构面连通中,从结构面产状、地质特征等角度提出了连通性判别依据,并运用龙江特大桥桥基摄像勘察结果检验了该方法的可行性.其中,选择了位于大桥一侧的3个钻孔,在对孔内的结构面地质特征、产状等参数进行分析... 将钻孔摄影方法推广到多孔结构面连通中,从结构面产状、地质特征等角度提出了连通性判别依据,并运用龙江特大桥桥基摄像勘察结果检验了该方法的可行性.其中,选择了位于大桥一侧的3个钻孔,在对孔内的结构面地质特征、产状等参数进行分析和计算的基础上,根据结构面连通原理进行对比和筛查,共得到3组2孔连通结构面和2组3孔连通结构面.结果表明,所有可连通结构面产状相似、空间位置满足共面的要求,并且组成结构面的岩体及周围环境岩体特征相似.将基于钻孔摄影技术的结构面连通方法用于该工程中可行. 展开更多

关键词 钻孔摄影 结构面连通 相似度 工程验证

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粉质黏土卸荷变形特性试验研究 被引量：25

6

作者 陈善雄 凌平平 +1 位作者 何世秀 杨雪强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2534-2538,共5页

依托武汉长江隧道江北明挖段基坑工程,开展了一系列的K0固结状态下原状粉质黏土卸荷应力路径排水剪三轴试验,并对卸荷变形特性进行了深入分析。分析表明:卸荷应力路径下原状粉质黏土的应力-应变关系与应力路径有着密切的关系,近似呈双... 依托武汉长江隧道江北明挖段基坑工程,开展了一系列的K0固结状态下原状粉质黏土卸荷应力路径排水剪三轴试验,并对卸荷变形特性进行了深入分析。分析表明:卸荷应力路径下原状粉质黏土的应力-应变关系与应力路径有着密切的关系,近似呈双曲线型。根据应力-应变曲线表现,可将卸荷应力路径分为A、B两组,A组应力路径试样表现为轴向压缩;B组应力路径试样表现为轴向伸长。卸荷应力路径下粉质黏土的应力-应变关系具有良好的归一化特性,同一应力路径下不同固结压力的应力-应变曲线可采用双曲线函数用平均固结压力归一化,但A、B两组应力路径下的归一化方程有所差别。给出了各种应力路径下的归一化方程,可为卸荷土体的变形参数及本构关系研究提供参考。 展开更多

关键词 基坑工程 卸荷 应力路径 应力-应变曲线 归一化

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基于网格的三维地质体建模方法研究 被引量：5

7

作者 王威 肖云 +1 位作者 葛修润 王水林 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1275-1280,共6页

在充分研究了水电工程现有数据的基础上,根据水电工程数据的分布特点,提出了基于网格分块的三维地质体建模方法。并根据地表数据和地质数据的不同,分别提出了基于等高线切割的地表数据分块算法以及基于钻孔数据分布特点的地质数据分块算... 在充分研究了水电工程现有数据的基础上,根据水电工程数据的分布特点,提出了基于网格分块的三维地质体建模方法。并根据地表数据和地质数据的不同,分别提出了基于等高线切割的地表数据分块算法以及基于钻孔数据分布特点的地质数据分块算法,进一步利用边界缝合方法解决了分块引起的裂缝问题。在建立好三维地质体模型的基础上,根据网格分块的特点针对性的提出了基于网格分块的快速开挖算法。并分析了网格分块建立的地质模型比传统的地质模型的优势。通过西南某水电枢纽工程实例,检验了网格分块地质体建模的正确性和可行性。 展开更多

关键词 地质体 网格 分块 三维 快速开挖

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软黏土卸荷变形特性室内试验研究与数值模拟 被引量：4

8

作者 汤斌 曾哲 +1 位作者 汪洪星 汪稔 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期455-459,共5页

利用在常规三轴仪的基础上改制而成的应力控制式三轴仪进行了加(卸)荷作用下软黏土变形特性的室内试验研究,得到了以下的结论:(1)在加荷载和卸荷载大小相同的情况下,卸荷过程中的变形量比加载过程中的变形量小,约为加载过程中的变形量... 利用在常规三轴仪的基础上改制而成的应力控制式三轴仪进行了加(卸)荷作用下软黏土变形特性的室内试验研究,得到了以下的结论:(1)在加荷载和卸荷载大小相同的情况下,卸荷过程中的变形量比加载过程中的变形量小,约为加载过程中的变形量的十分之一;(2)当卸荷比例比较小时,试样的回弹变形量非常小;(3)当卸荷比例达到某一定值以后,试样的回弹变形量会显著地增加;(4)当卸荷比例超过另一定值以后,试样的回弹变形量将会趋于稳定。应用有限元分析软件ABAQUS对试验过程进行了数值模拟,得到了以下的结论:(1)在加荷载和卸荷载大小相同的情况下,软黏土加(卸)荷过程中的位移-时间关系曲线相似;(2)在分级卸荷的初始阶段和分级卸荷的最后阶段,用修正剑桥模型计算的变形增量要比试验得到的变形增量稍大,在中间阶段,用修正剑桥模型计算的变形增量与试验得到的变形增量可以较好地吻合;(3)在每一级的卸荷过程中,位移随时间的变化关系与试验结果吻合的很好。 展开更多

关键词 软黏土 卸荷 室内试验 数值模拟

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单轴压缩下加载速率对石膏波速变化影响的试验研究 被引量：3

9

作者 黄晓程 李海波 +3 位作者 夏祥 王秒 宋全杰 刘婷婷 《水电能源科学》 北大核心 2013年第9期89-91,181,共4页

为研究单轴压缩下加载速率对石膏波速变化的影响,在4种不同加载速率下对石膏试样进行了单轴压缩试验,测试了加载过程中试样横向的纵波波速随应力的变化关系。结果表明,随着加载速率的增大,试样弹性模量和单轴抗压强度增大,峰值波速增大... 为研究单轴压缩下加载速率对石膏波速变化的影响,在4种不同加载速率下对石膏试样进行了单轴压缩试验,测试了加载过程中试样横向的纵波波速随应力的变化关系。结果表明,随着加载速率的增大,试样弹性模量和单轴抗压强度增大,峰值波速增大明显,与加载速率呈二次方关系;随加载速率增大,试样微裂纹更发育,材料更破碎,试样破坏类型向锥形破坏演变,使破坏点的波速明显随加载速率增大而减小;应力—波速曲线的斜率在峰值前随加载速率增大而减小,在峰值后则呈相反规律;随加载速率增加,在应力—波速曲线破坏点前,存在波速缓慢减小的过渡段与应力—应变曲线上由线弹性区向塑性区的转变段（损伤阈值出现段）相对应,其应力值占单轴抗压强度的60%~70%。 展开更多

关键词 单轴压缩试验 加载速率 石膏试样 波速 损伤阈值

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大面积填海造地工程桩基性状研究 被引量：2

10

作者 张静 周青春 林昇昇 《人民长江》 北大核心 2020年第4期157-163,共7页

大规模填海造地工程面临的首要问题是填土本身的沉降,除此之外,填土层下的海相沉积层固结及其带动的填土层变形同样不可忽视,特别是对桩基性状的影响。首先通过现场载荷试验,研究填海造地工程桩基在试验过程中的摩阻力分布、端阻力及荷... 大规模填海造地工程面临的首要问题是填土本身的沉降,除此之外,填土层下的海相沉积层固结及其带动的填土层变形同样不可忽视,特别是对桩基性状的影响。首先通过现场载荷试验,研究填海造地工程桩基在试验过程中的摩阻力分布、端阻力及荷载-变形特点,然后通过数值方法模拟场地长期变形条件下桩基的工作特性。研究结果表明:场地下卧层变形对桩基长期工作性状影响很大,特别是桩身由承受正摩阻力变为承受负摩阻力,且正摩阻力越大的土层,地基变形后产生越大的负摩阻力。填海工程场地桩基载荷试验结果不能作为桩基设计的唯一依据,应充分考虑场地长期稳定性,并由此确定桩基设计参数。 展开更多

关键词 填海造地 桩基固结 正摩阻力 负摩阻力

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Biot固结理论中连续性方程形式的讨论 被引量：4

11

作者 张凯 周辉 +2 位作者 冯夏庭 房敬年 张元刚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3273-3277,共5页

对于Biot固结方程中的连续性方程形式,不同的研究者存在分歧。在详细分析了Biot推导固结方程的过程后,发现其在推导固结方程时用到的弹性应变能密度函数存在错误。为了得到正确的连续性方程,采用两种思路进行了分析:①通过对土体单元变... 对于Biot固结方程中的连续性方程形式,不同的研究者存在分歧。在详细分析了Biot推导固结方程的过程后,发现其在推导固结方程时用到的弹性应变能密度函数存在错误。为了得到正确的连续性方程,采用两种思路进行了分析:①通过对土体单元变形的分析,得到了考虑土体颗粒和流体可压缩性的连续性方程;②按照Biot推导固结方程的思路,通过修正推导过程中用到的弹性应变能密度函数得到了连续性方程。上述两种思路得到的连续性方程是等价的,同时将上述连续性方程和其他研究者通过质量守恒得到的连续方程进行了对比,结果是一致的,从而确定了连续性方程的正确形式,并澄清了目前在Biot固结方程中的连续性方程上存在的分歧,所得结论可为固结方程的解析或数值计算提供依据。 展开更多

关键词 BIOT固结方程 连续性方程 应变能密度 变质量系统

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陡坡段双桩-柱基础简化计算方法及影响因素分析 被引量：9

12

作者 张永杰 夏旖琪 +1 位作者 冯夏庭 王桂尧 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1705-1715,共11页

陡坡段双桩-柱基础与普通桩基存在较大的差异性,其承载变形特性更为复杂。首先,在探讨陡坡段双桩-柱基础承载机制的基础上,针对纵、横坡向双桩-柱基础分别提出了对应的简化分析模型;其次,基于桩侧受均布力的基桩内力变形分析方法建立出... 陡坡段双桩-柱基础与普通桩基存在较大的差异性,其承载变形特性更为复杂。首先,在探讨陡坡段双桩-柱基础承载机制的基础上,针对纵、横坡向双桩-柱基础分别提出了对应的简化分析模型;其次,基于桩侧受均布力的基桩内力变形分析方法建立出陡坡段纵、横坡向双桩-柱基础简化计算方法,并通过实例对比分析验证了该方法的可行性;然后,采用典型工程案例系统分析了桩径、滑坡体厚度、剩余下滑力集度及地基水平抗力系数的比例系数等因素对基桩桩顶水平位移与桩身最大弯矩的影响规律,结果表明,各因素对两者的影响规律相似,基桩受荷段的陡坡效应显著,而承载变形段的深度效应则不明显;最后,建议工程设计时应优先考虑增大桩径,但不宜大于2.5 m,另可调整基础位置以减小剩余下滑力的影响,进而减少工程失稳风险,而不同工况的分析结果曲线则可用于工程优化设计。 展开更多

关键词 基础工程 双桩-柱基础 承载机制 简化计算方法 敏感性分析

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单一节理边坡模态及谐响应分析 被引量：2

13

作者 王秒 李海波 +2 位作者 刘亚群 宋全杰 姜军港 《水电能源科学》 北大核心 2014年第1期48-51,115,共5页

为有效避免地震作用下边坡的共振现象,将含有控制结构面的顺层边坡简化为单一节理边坡模型,采用ANSYS软件对简化模型进行模态分析和谐响应分析。结果表明,随着节理结构面剪切刚度的增大,边坡的一阶振型由沿结构面的错动振动变为水平振动... 为有效避免地震作用下边坡的共振现象,将含有控制结构面的顺层边坡简化为单一节理边坡模型,采用ANSYS软件对简化模型进行模态分析和谐响应分析。结果表明,随着节理结构面剪切刚度的增大,边坡的一阶振型由沿结构面的错动振动变为水平振动,且临界剪切刚度为0.5 GPa/m。当边坡岩石弹性模量由20GPa增加到50 GPa时,临界剪切刚度增加。地震作用下只有边坡的第一阶自振能被激发产生水平方向共振现象,结构面的存在能减小边坡的一阶自振频率,使边坡的自振频率更接近地震波的主频,更易产生共振,可通过支护方式增加边坡节理剪切刚度来控制地震作用下边坡的共振现象。 展开更多

关键词 节理边坡 自振特性 模态分析 谐响应分析 共振

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长庆油田黄3区长8特低渗油藏二氧化碳驱油与埋存先导试验 被引量：13

14

作者 李坤全 黎平 +2 位作者 魏敏章 强小军 李霞颖 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期1488-1496,共9页

为了评价CO2驱在长庆油田特低渗油藏中的适应性及应用潜力,中国石油长庆油田进行了CO2驱油与埋存先导试验技术研究,取得了令人满意的初步效果。在综合对比周边气源条件、油藏条件、现场道路及CO2试运输的基础上,确定姬源油田黄3区长8油... 为了评价CO2驱在长庆油田特低渗油藏中的适应性及应用潜力,中国石油长庆油田进行了CO2驱油与埋存先导试验技术研究,取得了令人满意的初步效果。在综合对比周边气源条件、油藏条件、现场道路及CO2试运输的基础上,确定姬源油田黄3区长8油藏为先导试验区块。该区块油藏规模大,油藏条件具有达到混相驱的条件,周边气源丰富,现场道路条件好,属于低渗透开发早期油藏,但水驱开采效率低,开发效果逐年下降。先导试注效果显示:在CO2驱的作用下,黄3区长8油藏部分油井的日产液量及日产油量明显上升,且含水率下降。与水驱注入压力相比较,CO2注入压力无明显上升,且不随注入量的多少而变化,说明黄3区长8油藏具有较好的CO2注入性和良好的吸气能力。同时结果表明,所选取的CO2注入参数设计基本合理,CO2驱具有进一步在长庆油田推广的良好前景。然而,由于CO2注入压力较水驱上升幅度较低,原方案的周期注气方式、注入速率及注入压力上限等仍有实行进一步优化的空间。此外,为了提升试验效果,可逐步扩大试验规模,以便CO2驱试验在长庆油田范围内的整体性评价分析。 展开更多

关键词 二氧化碳驱 二氧化碳增强采收率 二氧化碳封存 特低渗透油藏 长庆油田

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气体推动式地下流体取样技术的室内验证

15

作者 李霞颖 刘学浩 +2 位作者 李琦 肖威 李小春 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期138-146,共9页

获取高质量的地下流体样品对于二氧化碳地质利用与封存(CCUS)场地的CO_(2)泄漏监测具有重要意义。基于气体推动原理的地下流体取样器具有取样精度高、地层扰动小、易与井下监测技术集成从而实现地下流体原位连续监测等多方面优势,已广... 获取高质量的地下流体样品对于二氧化碳地质利用与封存(CCUS)场地的CO_(2)泄漏监测具有重要意义。基于气体推动原理的地下流体取样器具有取样精度高、地层扰动小、易与井下监测技术集成从而实现地下流体原位连续监测等多方面优势,已广泛应用于多个CCUS场地中。然而,在实际应用中取样器存在取样量不稳定、受地下水水位波动影响大等问题。为解决上述关键问题,作者研发并搭建一套模拟井筒内地下流体取样可视化实验装置,通过开展不同液面高度下地下流体的取样实验,探究气体推动式取样器的取样过程及取样机制。实验结果显示:气体推动式取样技术在取样过程对井筒内液体无干扰,证明具有被动取样的特点,对环境影响程度低。取样量大小主要取决于井筒内液面高度和储流容器大小,可通过液面高度及管路尺寸精确计算得出理论取样量。不同液面高度下实际取样量与理论计算量基本一致,其误差随液面高度的增加而降低,最大误差小于6.6%。取样时间与平均取样速率主要取决于注气压力,并与注气压力呈现幂函数关系,拟合相关系数大于99%。上述实验结果将有助于进一步理解气体推动式取样器的取样机理,对于取样器结构优化以及指导现场取样效果具有重要意义,可进一步提高CCUS以及其他污染场地环境风险预警能力。 展开更多

关键词 地下流体取样 气体推动式 取样量 取样时间 取样速率

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浅层地下流体保真取样技术及工程应用

16

作者 李霞颖 刘学浩 +2 位作者 李琦 李小春 肖威 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第33期14967-14975,共9页

开展地下流体取样作为地下环境保护的基础性工作,是实现地下能源可持续发展的关键性措施。通过对比国内外地下流体取样技术,气体推动式取样技术具有取样精度高、地层扰动小、分层连续取样的特点,是实现地下环境三维高精度连续监测的重... 开展地下流体取样作为地下环境保护的基础性工作,是实现地下能源可持续发展的关键性措施。通过对比国内外地下流体取样技术,气体推动式取样技术具有取样精度高、地层扰动小、分层连续取样的特点,是实现地下环境三维高精度连续监测的重要技术手段。通过分析国外气体推动式取样器的结构及应用情况,研发了浅层U形管分层取样系统,通过定制连接构件、封隔器、过滤渗析组件及储流容器,克服了应用深度有限、层间封隔性弱、易淤堵、场地适应性弱等难题,实现了定量、保压取样功能,并使得取样器更加标准化和规范化。目前,取样器在延长油田CCS-EOR示范项目进行安装应用,监测结果证明示范区未发生CO_(2)泄漏。此外,该应用也验证了所研发的取样系统具有取样精度高、系统体积小、综合成本低等技术优势。通过搭接现场原位监测技术,浅层U形管分层取样装置可望形成地下流体环境实时监测预警平台,为中国地下水资源调查与评估、污染场地监测与修复、废弃物地质封存等环境工程领域提供技术支撑。 展开更多

关键词 浅层流体 环境监测 U形管 气体推动 取样保真

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