考虑最大与最小孔隙半径比的相渗曲线计算模型

相对渗透率对指导油田开发具有十分重要的作用,分形理论的出现为计算相对渗透率曲线提供了一种新的方法,但已有求取相对渗透率曲线的分形模型都将最大与最小孔隙半径比视为无穷大进行简化计算,误差较大.因此建立了考虑最大与最小孔隙半径比求取油水相渗曲线的模型,并分析了最大与最小孔隙半径比对相渗曲线的影响,结果表明最大与最小孔隙半径比的增大对油相渗透率影响微弱,对水相渗透率影响巨大,且水相渗透率曲线随着最大最小半径比的增大渐向右移,两相区面积逐渐减小,当比值为无穷大时两相区面积为零.最后,结合F储层,验证了采用比值变化模型计算的相渗曲线与实验测得曲线误差甚微.说明该方法简单易行,精准度高,值得推广与应用.     

定荷载和双面排水条件下非饱和土一维固结的解析解

基于多孔介质弹性理论,结合粒间吸应力表示的有效应力原理,建立了非饱和土固结的耦合偏微分控制方程.考虑一维问题,采用Laplace积分变换,得到了定荷载和双面排水条件下非饱和土固结的解析解答.通过数值算例,分析了土体饱和度对超孔隙水压力、有效应力以及土层沉降的影响规律.结果表明,土体的初始饱和度越高,则孔隙水压力消散得越快,有效应力增加越快.     

非饱和土固结的混合物理论（Ⅰ）

非饱和土是由土粒、水、气组成的三相介质，本以混合物理论为基础研究了非饱和土的固结问题。中导出了各向异性多孔介质及非饱和土 的有效应力的理论公式，把有效应力原理和Curie对称原理作为非饱和土的两个重要的本构原理，建立了非饱和 土固结的数学模型：由25个方程求解25个未知量。在增量线性化的情况下，本模型简化为5个控制方程求解5个未知量：3个固相位移、孔隙水压力和孔隙气压力。模型中包含7个材料参数，都可由试验测定，便于工程应用，Biot理论是本模型的特例。     

真空预压砂井地基固结分析的半解析方法

本文结合连云港碱厂饱水软基砂井排水-真空预压时的固结分析,提出按理论解近似计算超静孔隙压力、用数值方法求解位移的半解析方法。它考虑了砂井地基固结的三向性、土的粘弹性及群井对地基变形的共同影响。应用于实际工程计算时简单方便,费用省、适用性强。理论计算结果与现场实测资料相当吻合,表明该方法是正确和有效的。     

基于上限理论的孔隙水压力作用下隧道洞口段含裂缝仰坡稳定性分析

研究了孔隙水压力作用下隧道洞口段含裂缝仰坡的稳定性。采用极限分析上限法,构建了坡顶含竖向裂缝的对数螺旋转动破坏机制,推导了可反映边坡临界坡高的稳定系数计算公式,将计算结果与未考虑孔隙水压力作用下的含裂缝边坡稳定性极限分析结果进行对比,验证了所提研究方法的合理性。通过算例分析,研究了坡顶裂缝最不利位置分布及仰坡整体安全系数。结果表明:坡顶裂缝开裂深度、土体内摩擦角、坡角越大及水位分布越浅,裂缝位置越靠近坡顶边缘处;孔隙水压力系数、坡顶裂缝开裂深度越大,仰坡稳定性系数越小;坡顶裂缝越深、孔隙水压力系数越大、边坡越陡,越不利于仰坡稳定;而坡内水位分布越低,越有利于仰坡稳定。     

非饱和黄土中椭球形扩孔问题弹塑性解析

在非饱和土统一强度准则中引入非饱和原状黄土黏聚力与基质吸力拟合公式,采用改变孔型系数k的方法并结合边界条件、平衡方程及应力协调方程,推导了排水与不排水条件下椭球形扩孔在ξ平面内的弹性区与塑性区应力-应变场、塑性区半径及极限扩孔压力的解析解,并利用MATLAB软件分析了基质吸力、强度准则和剪胀对解析解的影响.结果表明:不同排水条件下非饱和黄土有效应力均随孔型系数k及基质吸力的增大而增大;当参数r/r_p一定时,在排水条件下,有效应变随剪胀系数h及基质吸力的增大而增大,且后者的影响程度更大;在同等条件下,b=1时双剪应力强度准则下的有效应力-应变均大于b=0时的Mohr-Coulomb强度准则.     

饱和粘土非线性渗流规律与径向固结

以多孔介质等效渗流概念得出粘土平均孔隙微尺度数量级范围在0.01 μm至0.1μm,与测试结果一致．实验结果表明饱和粘土微尺度孔隙渗流为非线性流．理论推导表明固液界面作用与渗透率平方根或孔隙半径成反比,固液界面相互作用是导致饱和粘土非线性渗流的重要原因．提出了精确描述饱和粘土微尺度孔隙非线性渗流基本规律的数学模型,其参数量纲明确,物理意义清楚．建立了饱和粘土非线性渗流新定律,统一描述了从较低到较高水力梯度全过程渗流曲线特征,达西定律是其特例．基于新定律,建立了饱和粘土非线性渗流定流量径向固结数学模型．以粘性边界层思想与稳态依序替换法及积分方程法,导出了粘土非线性渗流平均质量守恒方程及活动边界运动方程,给出了饱和粘土非线性渗流超孔隙水压力分布公式与平均固结度计算公式,获得了粘土层压力分布规律和平均固结度随时间变化规律．结果表明:饱和粘土非线性渗流使活动边界运动速度减小．研究结果为粘土地质工程与岩土工程应用提供了新的科学依据．达西渗流径向固结计算是新的非线性渗流固结计算的特例．     

水湿储层水驱油微观驱替特征的网络模拟研究

应用逾渗理论,基于计算机随机建模方法,建立了水湿储层三维网络模型.模型的孔隙喉道半径采用截断式威布尔分布随机产生,通过与实际岩心相渗曲线的拟合,验证了模型的有效性.计算了形状因子、孔隙度、导流率等参数,为模拟过程提供基础数据.应用建立的网络模型,模拟了饱和油和水驱油两个驱替过程,分析了孔隙特性参数对相对渗透率及驱替效率的影响.结果表明:随着孔喉比的降低、配位数的增加、形状因子的增加(在一定范围内),水相渗透率降低,油相渗透率升高,残余油饱和度降低,驱替效率增大.与其他理想模型相比,模型可以更真实地研究油水两相流动特征.     

橡胶-玻璃接触界面间液体渗入特性及力学驱动机制

针对橡胶接触界面间液体渗入特性及力学驱动机制,采用自建原位观测仪,得到橡胶-玻璃接触界面间液体(丙酮与水混合液,体积比1∶1)渗入过程.利用自编MATLAB程序及图像软件,得出橡胶-玻璃接触界面间压力与真实接触面积比关系曲线、界面内液体渗入特性及固-液界面润湿性对界面内液体渗入面积比的影响.研究表明:对于橡胶-玻璃接触界面,压力与真实接触面积比呈幂函数规律变化,液体在接触界面内的渗入路径大多出现在接触面积比较大区域;驱动液体铺展的毛细管力与阻碍液体铺展的固-液黏性阻力之间的平衡关系,是界面液体渗入特性的主要力学机制,也是决定液体铺展速度的因素.另外,实验结果表明,液体渗入面积比随固-液界面润湿性的增强而增大.该研究为橡胶接触界面的摩擦、润滑及密封机理研究奠定了一定的理论基础.     

海上异常高压气藏早期开发阶段动态储量计算模型的建立及应用

H气田为中海油首个海上异常高压气田,目前处于开发早期,从国内外已开发气田的经验可知,采用常规方法计算的动态储量偏大,且由于海上气田井数较少,进一步加大了动态储量的计算难度,因此无法准确掌握气田开发动态.本文建立了海上异常高压气藏动态储量计算模型,修正了有效压缩系数计算模型,考虑了结果质量控制方法,在海上气田数据点较少的情况下保证计算精度.通过本文的研究,海上H气田动态储量预测精度提高了57%,解决了海上异常高压气田开发早期动态储量预测偏大的难题.该模型只需输入产量和压力数据,无需室内实验,具有可操作性强、精度高的特点,为气田调整挖潜提供了重要依据.