封闭块碎石层最佳降温粒径的室内试验研究

对不同粒径块碎石层在封闭条件下的降温效果进行了系列室内试验研究,试验中块碎石层厚度为1.3 m,采用的4种块碎石平均粒径分别为8.3 cm、14.8 cm、22.1 cm和27.1 cm.结果表明:在顶部温度(平均温度为正)周期波动条件下,4种粒径块碎石层均有一定的降温效果,但平均粒径为22.1 cm的块碎石层降温效果最好.经综合分析确定,封闭块碎石层在本试验条件下的最优降温粒径范围为20~30 cm.在全球升温与人类工程活动的背景下,即使路基表面平均温度升为正,只要合理利用块碎石层的降温特性,就可以达到有效保护其下部多年冻土的目的.     

青藏铁路块石路基冷却降温效果对比分析

基于现场地温监测数据,对青藏铁路两种主要块石路基（块石护坡及U型块石路基）在不同年平均地温分区的冷却降温效果进行对比分析,发现不论是在低温基本稳定区（年平均温度-2.0 ℃≤TCP<-1.0 ℃）还是高温极不稳定区（TCP>-0.5 ℃）,两种块石路基的应用都能够有效地提升路基下部多年冻土上限。但两种不同块石结构路基表现出不同的冷却降温效果,其中U型块石路基冷却降温效果较好,在路基下多年冻土上限提升及下伏浅层多年冻土降温的同时,深层多年冻土温度保持稳定;而块石护坡路基下人为多年冻土上限的提升及浅层多年冻土温度的降低一定程度上消耗了下伏深层多年冻土的冷量,从而导致其温度有所升高。同时,在不同的年平均地温分区块石路基表现出不同的冷却降温效果：年平均地温较低断面,块石路基冷却降温效果显著。在年平均地温较高的断面,尤其是高温极不稳定多年冻土区,块石护坡路基下伏深层多年冻土温度升高明显,路基长期稳定性难以得到保证。     

通风块石层非达西效应的试验研究

块石通风路基是青藏铁路建设中保护多年冻土的主要措施,准确地描述空气在块石中的流动是块碎石路基冷却效应数值分析的首要问题.通过风洞试验研究了块石层内部渗流速度和压力梯度的关系,试验中块石的平均粒径为12.5cm,孔隙率为0.487,风速和压力差数据是在不同的风机转速下测得.结果表明:块石层内空气渗流速度随压力梯度增大而增大,压力梯度与渗流速度之间存在非线性关系.基于Forchheimer方程,利用试验数据获得了块石层的渗透率和惯性阻力系数.这些结果可为各种块石结构路基降温效果的数值分析提供理论基础.     

透壁式通风管-块石复合气冷路基室内模型试验研究

为了研究透壁式通风管-块石复合气冷路基的降温效果,针对年均气温约-3.5℃,平均风速2.5 m·s^-1,主导风向为西北方向的高原环境条件开展室内模型试验,分析了单一块石气冷路基和透壁式通风管-块石复合气冷路基的孔隙空气对流速度、特征点地温变化过程以及模型整体温度场变化过程.结果表明：在透壁式通风管的疏导作用下,透壁式通风管与块石层的复合结构能够起到强化路基体对流的效果,复合路基块石孔隙中的空气流速比单一块石路基提高约20%,由此导致复合路基模型底部的降温幅度是单一块石路基模型的2.2倍.模型整体温度场表明,复合路基能够起到储存冷量、降低下伏多年冻土地温的作用.     

U型块石路基结构对多年冻土的降温作用

通过对比北麓河试验段U型块石路基结构和普通路基下部土体温度监测研究,U型块石路基显著地抬升路基下部多年冻土上限,具有较强的降低多年冻土温度的作用.2005—2007年间,U型块石路基下多年冻土上限平均抬升幅度达0.9~1.4 m.路基中心下部0.5 m深土体温度降温幅度达1.13℃,原天然上限附近土体温度降温达1.28℃,5 m深的多年冻土降温幅度达0.77℃,且U型块石路基下部土体温度呈现逐年降低的趋势.然而,普通路基下部土体温度远比U型块石路基下部要高,2005年普通路基下部0.5 m深土体年平均温度比U型块石路基高1~3℃,1.5 m处高0.8~1.9℃,5 m处高1.2~1.5℃.同时,U型块石路基下部多年冻土上限抬升比普通路基大,2004—2006年间U型块石路基左路肩下多年冻土上限抬升比普通路基大0.86 m,路基中心大0.5 m.     

多年冻土区高等级公路特殊路基长期降温效果研究

气候变暖背景下,块石路基及通风管-封闭块石基底复合路基成为多年冻土区高等级公路冷却路基的主要结构形式. 为探明不同直径块石层的渗流特征和规律,开展了立方排列球体室内风洞试验,一方面获得了渗透率和惯性阻力系数及其与球体直径间的统计关系;另一方面得到了球体层内部压力梯度与渗流速度呈二次非线性关系. 基于该试验得到的参数和关系,采用多孔介质中流固耦合传热模型,通过有限体积法模拟了柴木铁路块石路基的降温效果,并利用实测数据验证了模型及参数的可靠性. 在此基础之上,以青藏高等级公路特殊路基为原型,使用该传热模型开展了封闭块石基底路基和通风管-块石复合路基长期冷却降温效果的数值模拟研究. 结果表明：封闭块石基底路基和通风管-封闭块石复合路基在研究期内均有降温效果,可以提高路基下人为上限,而块石夹层路基在一定时期内可以提高冻土上限,但下部土体温度升高,长期降温效果较差.     

青藏铁路多年冻土地区碎石护坡路基非线性分析

为了研究碎石护坡对冻土区路基温度场的影响,以青藏铁路试验段现场观测的气候和地质资料为上边界条件,运用带相变瞬态温度场有限元数值解法,对不同厚度的碎石护坡路基进行了分析。结果表明:粒径为10 cm的碎石护坡对多年冻土区路基的稳定性有保护作用;碎石护坡对路基坡脚附近地温影响较大,采用碎石护坡对防止路基纵向裂缝的产生有一定的作用;实际应用中碎石层厚度不能太厚。     

封闭条件下抛石路堤降温效果及机理的试验研究

在多年冻土地区道路工程的修筑与维护中, 如何保证多年冻土不退化所采取措施的长期可靠度问题日益为人们所关注. 通过室内试验研究了实际工程中半开放半封闭抛石路堤受到风沙或积雪填埋后,在不同温度变幅条件下的降温效果. 实验结果发现: 在满足一定厚度时, 封闭条件下的块石层仍具有良好的降温效果, 具有可变等效导热系数的特性, 在实验中充分体现了"热二极管效应". 在外界温度变幅较大的条件下, 降温速度和降温效率均大于温度变幅较小的情况. 通过对块石层顶底温差与其顶部温度变化关系, 以及块石层内温度场特征的分析, 证实了封闭块石层内自然对流的真实存在和对流的运动发展趋势. 试验结果为抛石路堤降温的长期可靠性提供了依据.     

冻土区块石护坡路基调温效果试验研究

块石护坡调温路基是多年冻土区铁路设计中所采取的一种积极保护冻土的措施,该调温过程包括暖季的热屏蔽作用和冷季的对流降温两个方面。根据现场观测资料,对两种不同粒径的块石层下地温热状况给予了初步分析。结果表明,暖季小块石层（粒径为50～80 mm）的热屏蔽作用要优于大块石层（粒径为400～500 mm）,而冷季大块石层的对流降温作用要强于小块石层;综合一个暖冷季循环周期来看,大块石层的调温效果要好于小块石层。块石护坡路基下0 ℃等温线大部分已基本接近原天然地表。初步认为,此种发展趋势有利于路基的稳定。     

高温冻土区U型块石路基长期降温效果及变形特征研究

U型块石路基作为块石护坡与块石基底两种结构路基的组合,同时也作为青藏铁路的一种主要补强措施,其在高温冻土区的长期降温效果备受关注。基于长期的现场监测资料,对青藏铁路楚玛尔河高温冻土区一处U型块石路基的长期降温过程、降温机制以及变形特征进行了研究。结果表明:U型块石路基表现出持续稳定的降温效果,路基下部多年冻土上限附近降温明显,上限抬升迅速,且进入稳定状态。基底块石层底、顶板温差存在明显冷暖季差异。阴坡侧块石层每年1月至3月初为相对强烈自然对流期,阳坡侧相对缩短半个月时间。受工程热扰动影响,深层的多年冻土在经历2~3年升温过程后,呈现显著的降温过程。路基变形整体表现为较小的沉降量,变形主要来源于早期路基下部高温冻土层的压缩变形。总之,U型块石路基在高温冻土区表现出长期有效的降温效果,变形量有限且已趋于稳定,路基整体稳定性可以得到保证。     

巴林石、寿山石透明度研究

通过分析巴林石、寿山石样品的FTIR与XRD光谱特征,指出有序度指数（OI）、结晶度指数（HI,DHI）及半高宽（FWHM（00l））在用于研究高岭石与地开石混合相样品的组分时具有局限性;计算了样品的有序度指数和结晶度指数并研究了各自与透明度之间的关系,结果证实,寿山石样品的透明度随其有序度与结晶度的增加而增大,但没有发现巴林石样品存在类似规律。     

鸡血石与注胶或补破处理鸡血石的鉴别

通过肉眼和显微镜放大观察，总结出浙江昌化鸡血石与注胶或补破处理鸡血石在裂形、填充物形态、反光观察的表面平滑性、构造及血形圆滑连续性等方面的不同特征，可用于鉴别鸡血石的注胶与补破处理，并对鸡血石中常见冻筋和注胶裂进行了区分。     

昌化芝麻地鸡血石物相鉴定

对昌化鸡血石的一个特殊品种——芝麻地鸡血石,用岩石薄片、X射线衍射、红外光谱、电子探针等手段进行了成分和岩性分析,认为芝麻地鸡血石应是晶屑凝灰岩经过强脱硅作用后,生成一水硬铝石形成的。     

地震石从何而来——青川东河口地震遗迹地质公园

汶川地震后,一块名为地震石的巨石伫立在青川东河口地震遗迹地质公园里。对其来由,大家众说纷纭。通过实地调研,对其进行了显微鉴定,认为该石(蚀变辉绿玢岩)形成于海西—印支构造运动时期,并经后期的蚀变作用。在此次地震中,该石借王家山高速远程滑坡—碎屑流之力,最终抵达现在所处的位置。     

石材与人类

随着人类文明的进步与发展,石材的应用在不同的国家和民族形成了各自的地域文化和民族文化,中国是世界上应用石材最早的国家之一,有着悠久的历史,是中国民族文化不可分割的一部分,近年来,随着对石材深加工的深入研究,使天然石材越来越显露出它的艺术魅力。     

青田石品种的分类及其鉴别特征研究

目前,青田石约有100余品种。X射线粉末衍射和化学成分分析表明,依据其矿物组成,青田石可分为叶蜡石型、地开石型、伊利石型和绢云母型。其中,叶蜡石型又可细分为纯叶蜡石亚型、高Fe叶蜡石亚型、高Al叶蜡石亚型和高Si叶蜡石亚型;按照其产地,青田石可分为＂封门石＂＂周村石＂＂北山石＂＂山炮石＂等。不同产地青田石的鉴别特征与其矿物组成有关。通过脆裂性、＂Fe染现象＂、次要矿物、多型特征、密度等鉴别特征可区分不同的青田石品种。     

菊花石生长几何模型

通过与ＤＬＡ模型类比,建立起一个菊花石生长几何模型,分析了菊花石生长过程中的“间距分叉”现象及花瓣间距Ｈ的演变规律及速率,并对比分析了菊花石实际形貌与生长模型形态的异同和原因。     

鸡血石质量评价指标与分级方法

通过对昌化鸡血石及巴林鸡血石样品分析,提出鸡血石质量评价指标,即质量或规格、血色、血量、地、地色、净度,其中血色、血量、地、净度为分级指标,质量或规格、地色为描述指标,通过六个指标分级能综合地反映出鸡血石的质量等级,为鸡血石质量评估工作提供科学依据。同时还提出各质量评价指标等级划分及分级方法,使用GemDialogue颜色表征系统描述鸡血石样品的血色,使用方格法测量血量,使用宝石学特征鉴定、X射线粉术衍射成分分析及红外光谱分析测试来检测地的级别。为了验证该质量评价体系的实用性,分别对昌化鸡血石及巴林鸡血石进行了模拟分级,不同分级人员分级结果基本一致,并且分级结果所反映的优劣情况与市场价值有一定的关联性,验证了该方法的有效性。     

寿山石的矿物组分和特征

寿山石是我国最负盛名的工艺雕刻石。以X射线衍射和红外光谱测试证实,寿山石的主要成分分别为高岭石族矿物、叶蜡石和伊利石．其中以高岭石族矿物,特别是地开石及地开石和高岭石的过渡矿物占大多数。研究表明,不仅寿山石中的极品田黄石存在珍珠陶石。而且在原生矿高山石鸡母窝品种也发现了珍珠陶石。     

福建寿山石分布及其特点

寿山石因产自福州寿山而得名,开采历史悠久。寿山石一般分田坑石、水坑石、山坑石,因品种与产出地域不同,矿物成分也存在差异,保养方法也有区别。