裂隙

摘要： 为探讨地下水勘查井位快速定位问题,采取水文地质调查、土壤氡气测量、天然电场选频法测量、钻探等勘探手段,成功在嘉鱼县官桥镇实施2口探采结合井。大牛山村勘查区SHK01水井孔深223 m,实际抽水降深14.21 m,涌水量为169.46 m^(3)/d;观音寺村勘查区SHK02水井孔深165 m,实际抽水降深7.42 m,涌水量为98.70 m^(3)/d。此次应用研究表明,在地表有大面积第四系覆盖情况下,可利用土壤氡气测量和天然电场选频法测量精确圈定裂隙含水带,该方法组合有效且快速,可为本区地下水勘查提供新思路。

摘要： 煤系气高效勘探开发是当前中国煤地质与非常规油气地质研究关注焦点,"岩石力学地层与非常规油气"是当前非常规油气勘探开发国际前沿研究领域,煤系岩石力学地层与煤系气研究具有理论和实际意义。本文综述了岩石力学地层经典学术思想和新学术思想,评述了岩石力学地层理论方法及其非常规油气勘探开发现状进展,分析了煤系岩石力学地层理论方法构建的基础和条件,展望了岩石力学地层理论方法应用于煤系气高效勘探开发的前景。研究表明:煤系气共储共采与高效开发机理是制约煤系气高效勘探开发的关键科学问题,岩石力学地层具有有机衔接非常规油气地质与储层工程理论的天然属性和优势,有望成为破解关键科学问题的地质理论技术利器;岩石力学地层经典学术思想核心内涵为沉积地层及其岩石力学特征控制岩层天然裂隙为主的构造发育规律,新学术思想凝练为沉积岩(地)层既控制致密储层天然裂隙发育和非常规油气成藏,又控制致密储层人工诱导裂隙发育和非常规油气开发;聚焦煤系岩石力学地层的独特性及其与煤系气成藏、开发的响应关系,揭示煤系气共储共采岩石力学地层控制机理,创新和构建煤系气勘探开发的岩石力学地层理论方法体系,成为煤系岩石力学地层研究的目标任务;以典型煤系含煤段煤系叠合型气藏为示例,构建和应用煤系岩石力学地层模型,开展煤系气甜点预测、产层优选、开发工艺优化,是我国煤系气(含煤段)高效勘探开发实践当前急需。

摘要： 土体在盐作用下强度会弱化,造成土体变形。为探索不同浓度NaCl溶液对红黏土的裂隙发育演化规律及其工程性质的影响,分别制作不同浓度NaCl的泥浆样,定时对试样进行称重、拍照,观察试样裂隙发育过程。结果表明:NaCl浓度的增加,改变了土颗粒之间的作用力,红黏土的水分蒸发速率也随之降低,裂隙块数明显减小,NaCl溶液对红黏土裂隙发育起到明显的抑制作用,且浓度越大效果愈明显。此外,通过界限含水率与直剪试验探索了不同浓度NaCl溶液对红黏土力学性质的影响,利用Zeta电位试验分析了其力学性质变化原因与裂隙发育规律。试验发现:由于NaCl溶液改变了土体结构与颗粒间的摩擦力,使得扩散层厚度变小,从而红黏土的液塑限与抗剪强度指标随着溶液浓度的增加而降低。

摘要： 为提高崩岗土体稳定性,抑制崩壁崩塌。试验共设计6次干湿循环,利用工业相机对脱湿过程中崩岗4层土进行定时定点拍照并结合数字图像处理技术,研究干湿效应下崩岗土体的裂隙演化及收缩变形规律。结果表明:(1)脱湿过程中土体形态变化顺序为轴向收缩、径向收缩和裂隙发育;(2)表面裂隙率与液限、塑性指数、黏粒含量呈显著正相关关系,4层土中表面裂隙率最大值为过渡层18.78%,最小值为砂土层5.41%,崩岗土体剖面上两者为相邻土层,较大差异性会严重破坏崩岗的稳定性;(3)随干湿循环的进行,径向收缩不再发生,轴向收缩、表面裂隙率、裂隙平均宽度逐渐减小,裂隙总长度、裂隙总条数、裂隙交点个数、被分割的土块个数先增加后减小,各参数均在第3次干湿循环后趋于稳定,4层土中过渡层受干湿循环影响最大,砂土层最小。研究结果可为在降雨—蒸发反复交替过程中崩岗发生机理研究提供科学依据。

摘要： 将石油天然气行业发展很成熟的水平井多裂隙开发技术用于增强型地热系统(EGS)可显著提高EGS的经济效益。本研究建立了三维EGS水平井多裂隙物理模型,采用CFX模拟分析了在井间距以及裂隙间距等不同储层特征条件下EGS的运行性能,揭示了不同储层特征对于EGS储层采热过程的影响机理。研究结果表明:①裂隙间距是影响EGS工程运行寿命和开采率的关键因素,在相同注水流量下,较大的裂隙间距不易形成热穿透,系统运行寿命更长,但降低了储层开采率;过小的裂隙间距易形成热穿透,系统运行寿命短,但开采率高。②井间距对裂隙中的流体流速影响显著,随着井间距增加,在相同开采时间下,产流流体的温度不断升高,系统的寿命也会随着井间距的增加而增加,井间距的增大也意味着储层的体积也就更大,从而有更多的热量可供开采,因而提高了系统的运行寿命。研究结果可以为EGS储层的建造提供理论指导,为实现商业化开采地热能做好理论准备。

摘要： 非均匀饱和多孔介质流体传输模拟关键在于需要考虑由孔隙、裂隙以及不同渗透性介质组成的强–弱不连续面,但这与经典连续介质力学局部流体模型所定义的偏微分方程是不相容的,从而导致饱和多孔介质渗流模拟的困难。基于统一变分近场动力学的基本思想,提出了一种向量态函数用于描述饱和多孔介质流体的非局部传输作用,并在此基础上建立饱和多孔介质流体输运的非局部空间积分–时间微分型控制方程。该非局部流体输运模型统一描述了流体在强–弱不连续面的力学行为,避免了传统局部力学模型在不连续界面处的导数无定义性,且从理论上证明,当非局部流体模型中的非局部作用半径趋于零时,非局部模型可退化为局部模型。为了消除非局部模型内在的零能模式问题,基于罚函数方法提出一种全隐式的数值求解格式以保证数值计算的精确性。最后通过算例分析,模拟了三维非均匀不连续多孔介质中流体的传输过程,揭示流体穿越物质界面、孔隙和裂隙的力学行为。为研究饱和多孔介质中流体在不连续界面传输的力学行为提供了一种分析模型。

摘要： 为确定和评价神东布尔台煤矿12^(上)煤三盘区综放开采工作面的顶煤冒放性,分析综放工作面顶煤的受力状态与工作面相对位置的关系,从理论角度阐述顶煤裂隙密度与超声波速度的关系以及利用超声波速度评价顶煤冒放性的合理性。在工作面回采过程中,超声波速度大致可分为原岩阶段和裂隙发育阶段,在裂隙发育阶段,波速无明显平台期,推断12^(上)煤三盘区顶煤冒放性应该介于“好”与“一般”之间。依据12^(上)煤三盘区地质资料以及经验公式估算了顶煤冒放性,计算结果显示顶煤的冒放性为“一般”。超声波速法测试顶煤冒放性与经验公式估算结果相近,验证利用超声波速法评价顶煤冒放性的可行性,为12^(上)三盘区其他综放工作面高效开采提供数据支撑,并针对布尔台煤矿的实际条件,提出采用水力压裂和煤层注水等提高顶煤冒放性的方法。

摘要： 裂隙换热系数是干热岩地热资源评价、开发及模拟表征中的重要参数,通常需要通过试验测试得到。本文通过数值实验与控制变量法,丰富干热岩裂隙内的对流换热实验数据,利用现有裂隙换热系数公式计算裂隙换热系数,分析不同公式得到的换热系数随实验参数的变化规律,探讨裂隙换热系数公式的适用性。结果表明:各公式得到的换热系数随岩石试样外壁面温度的升高而增大,换热系数与流量之间的关系因不同公式而异,换热系数与裂隙开度之间呈正相关或负相关关系受流量大小的控制。部分理论公式在流量足够大时出现负值,另一部分理论公式的数值稳定性、适用性较好。

摘要： 研究区处于鄂尔多斯盆地东缘的河东煤田南部,是我国煤层气勘探的重要选区之一。该范围内,裂隙与区内断裂、褶皱同期形成,并受其控制。煤储层渗透性是影响煤层气可采性的关键参数之一,而煤储层渗透性主要取决于煤层的裂隙系统和煤体结构。因此开展裂隙研究对我国煤层气选区、勘探和开发是极其重要的。

摘要： 为探测土壤表面干缩裂隙的发育情况,该研究以农田土壤表面干缩裂隙作为研究对象,以高密度电阻率法为测量手段,采用耦合层次聚类分析的同步连续线性估计算法(Simultaneous successive linear estimation,Sim SLE)反演土壤表面干缩裂隙的形态,结合试验裂隙图像和反演得到的模拟图像,对比分析裂隙形态的成像结果。研究表明:基于SimSLE算法反演得到的模拟裂隙图像,可以准确捕捉到裂隙的形状和位置,试验与模拟图像的面积、长度及欧拉数密度一致性指标均大于0.9,决定系数R^(2)都大于0.6,均方根误差数值较小。引入了层次聚类分析后,通过不断更新分区均值和边界,能够更准确地得到农田土壤干缩裂隙的形态特征,分区后模拟结果较好。引入聚类分区后Minkowski密度的决定系数R^(2)提高了9.76%~18.5%,一致性指标提高了0.93%~1.47%,均方根误差降低了12.1%~21.1%,有效提高了模拟精度。研究可为探究非侵入性探测裂隙的形态特征提供算法参考。

摘要： 在放射性废物处置工程中，核素可以沿围岩中的裂隙通道运移最终进入与人类活动相关的自然环境中.放射性废物处置场周围的自然地质环境中核素的运移途径(迁移方向)、迁移速率和影响范围，主要取决于裂隙类型、密度、宽度、渗透张量、产状和连通性等因素.为了解地质体内优势裂隙的几何参数及其水文地质特征，采用在地表裂隙统计、遥感解译主导裂隙走向，以及利用地表氧异常测试出具有连通性的优势裂隙等技术方法，获得了合理的裂隙几何参数，提高了计算结果实效性，并通过早期抽水试验成果检验该方法的可靠性.

摘要： 最近的十几年里,面波技术作为一种常用的物探方法,在岩土工程勘察界的应用已经比较成熟.本文基于面波原理,又赋予它一种新的用途—裂隙灌浆质量检测.尤其对于土遗址文物裂隙灌浆后的质量检测工作,具破坏性的检测方法是行不通的,只能采用无损检测.本文以交河故城崖体裂隙充填灌浆为工程实例,使用面波对灌浆前的裂隙进行探测、追踪、灌浆后的充填效果进行检测.经过对交河故城崖体发育的各种类型裂隙进行多时段检测试验,不断改变测试方法和参数,最终找出了一套行之有效的方法.试验结果表明:使用此方法,在土遗址文物裂隙灌浆无损检测中,面波技术具有明显的效果.灌浆前后,不管是从波形、频散曲线还是映像图上都能较直观的看出其灌浆效果.说明面波技术对于土遗址文物裂隙灌浆无损检测非常适用.

摘要： 交河故城垛泥墙体裂隙是一种典型的土遗址病害,裂隙的保护加固是土遗址保护加固的主要研究内容,土遗址的加固需要解决材料和施工工艺两方面问题,根据室内研究成果和现场初步试验,采用PS-C加固裂隙取得了较好的效果,通过对施工工艺的研究,解决了土遗址裂隙注浆加固的一些关键技术,提出了PS-C注浆的基本施工工艺.为今后土遗址裂隙加固提供借鉴作用.

摘要： 膨胀土中的裂隙结构对膨胀土边坡稳定有重要的影响。明显的是降雨经常对边坡产生一些地质灾害，如滑坡或崩塌。更重要的是，雨水大部分是通过裂隙结构渗入膨胀土内部的。因此，掌握膨胀土裂隙结构对分析膨胀土边坡的稳定非常重要。一个新的方法——电阻率法，被用来解决这个问题。可以用该方法来探测边坡内部的裂隙结构，因为如果有一个或更多的裂隙存在的话，电阻率就会发生变化。事先在边坡中布置许多的电极，然后观测电阻率的变化，如果变化，则可能在土体内部产生了裂隙。同时，膨胀土裂隙随时间的变化也可以被记录下来。在观察到裂隙发育后，可以实施一些边坡加固的方法来阻止边坡的破坏，如滑坡或崩塌。还有，使用这种方法，能够获得裂隙的宽度、长度和深度，然后裂隙的发展规律就可以被描述。总之，电阻率方法是用来间接地描述膨胀土边坡内裂隙的发育，在观测到裂隙发育后，一些边坡加固的方法可以实施从而避免边坡的滑坡或崩塌等破坏，保持其稳定性。

摘要： 考虑裂隙对膨胀土强度和渗透性两个方面的影响分析,通过考虑和不考虑裂隙时膨胀土边坡稳定性的比较,表明两者有很大区别,考虑裂隙能够模拟浅层滑坡的特点,这与实际情况相符合.研究结果表明:在研究降雨条件下膨胀土边坡稳定性时,考虑裂隙是十分必要的.

摘要： 针对深部地下施工过程引起结构围岩损伤的现象,提出了可模拟裂隙开裂的新方法.根据断裂力学Griffith理论和经典的强度理论Mohr-Coulomb准则,得出材料在剪切和拉伸条件下裂隙开裂的判据;并且以离散元程序UDEC3.1为基础,应用其内嵌的FISH语言对软件进行二次开发,将该判据耦合到计算过程中.数值计算中,在UDEC块体(BLOCK)内部预设潜在节理面,根据潜在节理面的受力状态,依据判断准则判断节理面的开裂与否,节理开裂后利用其内嵌的节理模型(库伦滑动模型)模拟岩体中节理面的变形性质.把上述计算方法应用于某地下洞室群稳定性分析中,模拟在洞室开挖过程中,洞室围岩的裂隙扩展过程及其扩展状态,根据裂隙扩展情况来分析地下洞室围岩和结构的稳定性,有效的进行围岩支护,以确保洞室结构的稳定性;并将最终计算的位移结果与现场多点位移计的监测结果进行对比,二者吻合良好,验证了该计算方法的有效性.

摘要： 岩石内部的细观组成和结构决定了其在外力作用下的应力-应变状态,进而控制了其宏观力学响应和破坏机制.数字图像处理技术作为一种材料细观尺度上的空间结构精确测量和数字表述手段,已广泛应用于土、岩石及混凝土的细观结构定量分析中.应用数字图像处理进行的岩石细观力学研究是对岩石力学研究方法的革新.现阶段主要研究内容包括:岩石裂隙隙宽的非接触测量,数字表述岩石结构的非均匀性,进行岩石细观力学行为分析,将提取的岩石数字特征值与相应的岩石物性结合以实现岩石流-同耦合研究,建立基于数字图像技术的岩石细观力学数值模拟方法.在研究相关文献的基础上,对数字图像技术在岩石细观力学定量研究中的成果进行客观评述,探讨各种方法的优缺点,分析展望数字图像技术在岩石细观研究领域中的应用前景.

摘要： 查明煤层瓦斯富集区域，对可能的瓦斯突出点进行预报，是当前煤矿生产中亟待解决的重要课题。利用地震P波对裂缝性地层所表现出的方位各向异性特征，根据地震属性随方位角变化可以预测裂隙发育方向和密度的基本原理，应用多种地震P波方位属性预测裂隙发育带。通过对淮南张集煤矿西三采区三维地震P波资料的处理，获得6个方位地震数据体，从中提取多种与煤层和围岩裂隙相关的地震属性，并计算出裂隙的发育方向和密度，为确定瓦斯富集带的分布提供了一种新的途径。

摘要： 基于非饱和土力学理论,利用有限元法对降雨条件下边坡的饱和-非饱和渗流及稳定性进行了探讨.数值分析表明,雨水入渗使边坡非饱和区土体的基质吸力减小,是导致边坡稳定性降低的主要因素.进而考察了基质吸力的不同取值及裂隙的不同位置对边坡稳定性的影响,结果表明:在降雨初期基质吸力取值越大,得到的边坡安全系数越高,但经过长时间降雨即边坡土体基本达到饱和后,基质吸力的取值不同对边坡安全系数基本上没有影响;裂隙的存在为雨水入渗提供了良好的通道,因而导致边坡稳定性相对于无裂隙状态来说有所降低.降雨初期下游裂隙使边坡稳定性降低较快,但随着降雨历时的增加,即下游土体逐渐变为饱和状态后,边坡的稳定性变化则主要由上游裂隙控制.

摘要： 采用有限元法分析了非饱和均质各向异性土坡中的降雨渗透过程和土水相互作用的变化过程,使用修改的Mohr-Coulomb破坏准则考虑非饱和土的抗剪强度,根据基质吸力变化引起抗破坏强度变化的原理,寻找最危险的滑移面位置,计算最小稳定安全系数,研究了土坡遭受降雨渗透时的安全稳定问题.实例分析结果表明,该法在评判降雨时非饱和土坡的稳定性方面是合理可行的.同时分析数据表明裂隙的存在对土质边坡稳定性的影响是显著的,在对雨水入渗的土边坡稳定性分析时,必须考虑裂隙的影响.

摘要： 本发明公开了一种模拟岩体粗糙起伏裂隙面及裂隙开度模型及方法，该模型由两块有机玻璃板制作而成，在有机玻璃板上表面按等间距雕刻相同形状尺寸的矩形凹槽，按照凹槽的形状尺寸制作与其匹配的插块，插块能插入到凹槽中并封住凹槽，插入后插块与凹槽之间无缝隙，并在插块与凹槽之间涂上环氧树脂进行密封，被插块封住后的凹槽与有机玻璃板上表面在同一水平面，使有机玻璃板上表面形成光滑平板。本模型通过制作带凸起的插块来模拟岩体中的随机起伏，研究多种不同粗糙起伏形态和起伏位置，只需将带凸起的插块上的凸起设计成相应的形状并插入相对应的凹槽中即可，本发明加工过程简单、制作效率高，考虑裂隙面粗糙度和裂隙开度对渗流特性的耦合影响。

摘要： 本发明公开了一种裂隙张开型和填充型复杂裂隙岩体物理模型构建方法，包括：采集岩体裂隙的产状、迹长与间距参数，获取各组裂隙统计结果；建模生成复杂裂隙网络数值模型；设定裂隙的厚度，修剪模型并缩减比例，生成复杂裂隙网络实体模型；利用3D打印机打印复杂裂隙网络物理模型；将所述复杂裂隙网络物理模型内置于制样模具，灌注砂浆并养护，制备获得含裂隙材料复杂裂隙岩体物理模型；将含裂隙材料复杂裂隙岩体物理模型浸泡到化学溶剂中，持续小幅振动直至裂隙材料完全溶解，制备获得裂隙张开型复杂裂隙岩体物理模型；加热石蜡熔融，使熔融石蜡灌注进裂隙张开型复杂裂隙岩体物理模型，制备获得裂隙填充型复杂裂隙岩体物理模型。

摘要： 例示性方式的裂隙灯显微镜包括扫描部、控制部和图像集创建部。扫描部利用裂隙光扫描被检眼的前眼部，收集图像组。控制部控制扫描部，以使对前眼部适用两次以上的扫描。图像集创建部从由扫描部对应于两次以上的扫描而收集到的两个以上的图像组选择与扫描范围对应的一系列图像，创建图像集。

摘要： 示例性实施方式的裂隙灯显微镜包括扫描部和数据处理部。扫描部通过用裂隙光扫描被检眼的前眼部来收集多个断面图像。数据处理部基于由扫描部收集的多个断面图像，生成表示被检眼的晶状体的浑浊部的分布的浑浊分布信息。

摘要： 示例性实施方式的裂隙灯显微镜包括扫描部和渲染部。扫描部通过用裂隙光扫描被检眼的前眼部来收集多个断面图像。渲染部对基于由扫描部收集的多个断面图像的三维图像适用渲染。

摘要： 本发明涉及一种针对岩心裂隙构造裂隙网络模型的方法，含有以下步骤：(一)岩心断面图像获取，(二)岩心裂隙区域识别，(三)裂隙网络模型的构建；一方面，本发明结合了岩心的二维与三维特征进行裂隙区域的双重识别，具有更好的裂隙识别准确率，另一方面，本发明基于提取出的裂隙中轴面点和裂隙开度等几何参数信息，提出了一种构造裂隙离散平行板模型，并将其转化为裂隙网络模型的方法，通过在两相邻平行板之间设计过渡的控制单元体，消除了模型中因相邻两平行板开度不同和存在夹角问题而产生后续渗流特征的计算误差问题，使得构建裂隙网络模型在渗流模拟实验中更具有效性和准确性。

摘要： 本发明提供了一种基于机器视觉的裂隙灯自调节控制方法，其包括步骤1)采用摄像装置进行眼部图像的采集；2)将所采集的眼部图像与数据库中的标准数据进行比对，确定眼部病灶区域，并将病灶区域进行标记；3)建立以瞳孔中心为坐标原点的二维坐标系，获取病灶区域的坐标；4)根据病灶区域的坐标生成操控数据，操控裂隙灯获取最佳的拍摄角度，根据被标记病灶区域的病灶图像判定眼部病灶类型，生成裂隙灯拍摄病灶时所需的滤光方式、投照光源的宽窄、照射角度的数据。本发明可以快速捕捉眼部病灶区域并对病灶类别进行识别，为裂隙灯的操作提供依据，保证裂隙灯成像效果以方便医生诊断疾病。

摘要： 本发明属于数字图像分析与处理技术领域，提供了一种水文地质岩体裂隙及裂隙渗水检测方法及系统，将待检测岩体裂隙与裂隙渗水图像进行预处理；将原始图像和预处理后的待检测岩体裂隙与裂隙渗水图像结合训练好的卷积神经网络模型，进行岩体裂隙与裂隙渗水识别，得到裂隙和渗水的类型；其中，所述卷积神经网络模型采用卷积神经网络，所述卷积神经网络结构为双通道结构，双通道之间采用参数共享模式，其中，第一通道提取原始图像的特征向量，第二特征图像提取预处理后图像的特征向量，同时对两个通道提取的特征向量进行约束限定，得到最终的特征向量。可以快速、准确地检测不同类型的岩体裂隙与裂隙渗水。

摘要： 本发明公开了一种考虑微裂隙闭合效应的裂隙岩石本构模型建立方法，包括以下步骤：将总应变分解为弹性应变、塑性应变和微裂隙闭合应变；基于连续介质不可逆热力学原理推导本构关系；建立微裂隙闭合应变的演化方程；建立包含硬化/软化内变量的屈服准则和硬化/软化内变量统一演化方程；利用正交法则计算塑性应变增量；推导本构模型的增量形式和一致性切线张量；标定模型所需的参数等步骤。本发明考虑了岩石中天然存在的微裂隙在压应力作用下闭合产生的微裂隙闭合应变，建立了可描述岩石变形破坏全过程的本构模型，能够更准确地模拟岩石非线性力学特性。所建立的模型参数较少，物理意义明确，均可通过常规三轴试验得到，便于在数值模拟中应用。

摘要： 一种附加在眼科裂隙灯裂隙照明机构上的眼表泪膜脂质层照明装置，包括裂隙灯显微镜，其特征在于：在该裂隙灯显微镜照明机构上安装有眼表泪膜脂质层照明装置，该照明装置位于眼睛下方，能对眼表角膜下半部分表面进行照明，用于观察泪膜脂质层情况；该照明装置包括连接部和照明体，该连接部一端连接在所述裂隙灯显微镜照明机构上，该连接部另一端与照明体相连，所述照明体光源为面发光光源。照明装置较大倾斜角度(倾斜角度≥20°)照射到角膜表面，减少了角膜后面的虹膜等透明部位的噪声干扰，降低噪声，提高了对眼表脂质层观察、成像清晰度。