煤田地质与勘探

作者：王文学, 王柏森, 高艳卫, 吴冰, 聂天宇,

关键词：无黏性土, 承压含水层, 水压力传递速率, 滞后效应, 压力传导系数, 衰减规律,

含水层内水压以能量的形式传递，其传递速率远大于水质点的迁移速率，水压传递速率对高压水体下工程安全施工及灾害预测预报具有重要意义。以无黏性土承压含水层为研究对象，通过理论分析、数值模拟、现场试验及室内物理模型试验等方法对水压传递速率变化规律进行探讨。结果表明：含水层中水压变化传递具有明显的滞后性，传递速率并不是无限大或接近声速，且存在随传递距离增加逐渐衰减的现象，水压径向传递的滞后时间t与水压传递距离r呈二次幂函数关系；稳定边界压力水头越大，在承压含水层中同等水压变量的传递速率越快，渗透系数越大水压传递速率越快；当渗透系数一定时，水压传递滞后时间与传播距离的拟合系数C随边界稳定压力水头的增加呈一阶指数函数减小；现场试验表明，边界稳定压力水头差异性不大时，在传输距离较远的条件下，其水压传递平均速率基本相当；室内试验表明，瞬态脉冲水压力随传递距离增加，波形发生明显变异，峰值压力逐渐减小、脉冲压力波波长变大、峰值压力传递速率减小，随传输距离的增加其传递速率呈指数函数衰减，说明瞬态脉冲水压力能量随传输距离增加快速衰减；瞬态脉冲压力值越大其初始阶段的传递速率越快，但随传输距离的增加其传递速率衰减幅度更大。研究成果对水压传递速率变化规律的影响机制及其应用于地下工程突水灾害预测及防治具有重要的理论及实践指导意义。

来源：2024年第3期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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