东深供水工程风化泥质软岩残余强度特性研究

选取广东塘厦风化泥质软岩为研究对象,测定分析其残余强度,并模拟土体在长期浸水软化后的强度变化趋势,探讨该类土的强度变化规律,为工程应用中强度参数的选取与评价提供科学的依据。     

风化泥质软岩变形特性及邓肯模型参数的试验研究

选取广东塘厦风化泥质软岩为研究对象,在一系列三轴试验的基础上,分析探讨该类软岩的变形特性及邓肯模型参数变化规律,并提供工程数值分析和计算所需模型参数。     

陕甘宁盆地泥质岩氧化物的比值及其古气候意义

应用泥质岩的多种氧化物比值,探讨了陕甘宁盆地石炭至侏罗纪的古气候状况及其演变规律,自中石炭世至中三叠世,再由晚三叠世至安定期,泥质岩的各种氧化物比值有着逐渐依次增大或减小的两个互不雷同的旋回,与之相应,以上时期反映在古气候上存在着由潮湿→半潮湿→半干燥的早、晚两个旋回。     

云母片（麻）岩风化料填筑路基的性能研究

通过室内试验,研究了高云母含量的云母片（麻）岩风化料的压实性能、水稳定性、CBR等工程特性。结果表明,由于云母片表面极光滑, 且具有高弹性,大量云母片的存在使得风化料颗粒间嵌挤能力差,抗剪能力低,在击实过程中易出现表层起皮、松散和回弹现象;其水稳定性差,强度偏低,CBR值达不到高速公路上路床填料的强度标准;增加击实功,不能明显改善材料的压实性能;利用该类材料填筑路基,宜采用静压施工,避免振动碾压。对该类材料采用黏土、风化砂、水泥改性后,可明显改善材料的压实性能,提高材料的强度。从工程经济的角度提出了合理的改性材料外掺剂量。     

泥质岩有机质的赋存状态及其对泥质岩封盖能力的影响

应用荧光显微镜法,首次对济阳坳陷下第三系泥质岩中有机质的赋存状态进行了研究。下第三系泥质岩有机质的赋存状态可划分为顺层富集型、分散型和局部富集型等三种类型。有机质呈顺层富集型分布的泥质岩,其有机质丰度大多较高,主要沉积于半深湖-深湖相中。有机质呈分散型分布的泥质岩,其有机质丰度变化范围较大,大多形成在河流-三角洲相、滨-浅湖相或浊流沉积中。结合部分揭示泥质岩封盖能力的定量分析数据,下第三系泥质岩可概括出以下三种不同的组合特点:①泥质岩中有机质丰度高且有机质呈顺层富集型状态赋存时,泥质岩封盖能力差;② 泥质岩有机质丰度高且有机质呈分散型状态赋存时,泥质岩具有一定的封盖能力;③ 泥质岩有机质丰度低且有机质呈分散型状态赋存时,泥质岩封盖能力较好,因此,泥质岩中有机质的赋存状态对泥质岩的封盖能力有着不可忽视的影响。在研究评价泥质岩对油气藏的封盖能力时可作为重要的依据之一。     

硫酸盐对麦积山砂砾岩风化影响的试验研究

麦积山石窟砂砾岩在盐分参与下出现粉化、剥落等现象,这大大加速了石窟岩体的风化进程。通过对砂砾岩进行毛细迁移及循环劣化试验,研究了硫酸盐在砂砾岩中的运移规律,分析了盐分参与下砂砾岩的破坏特征,并得出了其产生的结晶压力。结果表明:硫酸钠结晶使砂砾岩发生显著破坏;硫酸盐在砂砾岩中的运移呈现一定的规律性;硫酸钠溶液的浓度达到0.95～1.13 mol/L区间时,砂砾岩开始破坏,并且得出试验条件下结晶压力理论最大值可以达到33 MPa。     

珠江流域碳酸盐岩与硅酸盐岩风化对大气CO2汇的效应

对珠江流域11个测站的河水1个水文年4次取样进行水化学和同位素测试分析,揭示无论是碳酸盐岩区还是硅酸盐岩区,岩石风化均使河流的离子成分以HCO3-、Ca2+、Mg2+为主,碳酸盐岩风化溶蚀速率和由碳酸盐岩风化溶蚀引起的大气CO2消耗量分别为27.60 mm/ka和540.21x103mol/(km2?a-1),是硅酸盐岩风化速率和由硅酸盐岩风化引起的大气CO2消耗量的10.8倍和6.7倍,说明碳酸盐岩风化是流域碳汇过程及效应的主体。由于有利的水热条件和高的碳酸盐岩面积比例,珠江流域平均岩石风化速率和由岩石风化作用引起的大气CO2消耗量分别为30.15mm/ka和620.36×103mol/(km2?a-1),为全球60条河流平均值的2.6倍。     

珠江流域碳酸盐岩与硅酸盐岩风化对大气CO_2汇的效应

对珠江流域11个测站的河水1个水文年4次取样进行水化学和同位素测试分析,揭示无论是碳酸盐岩区还是硅酸盐岩区,岩石风化均使河流的离子成分以HCO3-、Ca2+、Mg2+为主,碳酸盐岩风化溶蚀速率和由碳酸盐岩风化溶蚀引起的大气CO2消耗量分别为27.60 mm/ka和540.21x103mol/(km2·a-1),是硅酸盐岩风化速率和由硅酸盐岩风化引起的大气CO2消耗量的10.8倍和6.7倍,说明碳酸盐岩风化是流域碳汇过程及效应的主体。由于有利的水热条件和高的碳酸盐岩面积比例,珠江流域平均岩石风化速率和由岩石风化作用引起的大气CO2消耗量分别为30.15mm/ka和620.36×103mol/(km2·a-1),为全球60条河流平均值的2.6倍。     

陕甘宁盆地上古生界天然气泥质岩直接盖层的毛管压力封闭特征

本文对陕甘宁盆地上古生界天然气泥质岩直接盖层的毛管压力曲线特征进行了研究。实验过程连续施加压力至３００ＭＰａ，所获孔喉中值直径、中值压力、变异系数、喉道半径、频率分布及其渗透率贡献等参数都表明，泥质岩直接盖层具有中等以上的封闭天然气的能力，具有孔喉中值直径与最大进汞饱和度呈正比；与中值压力和变异系数呈反比的特点。     

红层泥岩水岩作用特征研究

红层是红色陆相沉积为主的碎屑沉积岩层,岩性以砂岩、泥岩、粉砂岩和页岩为主。该类岩层多为软岩与硬岩相间,呈互层状产出,层间结合力弱。受区域构造影响,岩层扭曲褶皱强烈,多中高倾角,结构面发育,有泥化现象。红层中的泥岩具有透水性弱、亲水性强,遇水易软化、塑变,抗风化能力弱,易崩解等特性。特别是遇水后岩体及结构面抗剪强度大幅度降低,并且具有遇水膨胀、失水收缩的工程特性。水岩作用对边坡的影响主要有,结构面遇水泥化导致楔形体失稳,泥岩塑性变形引起边坡蠕变,同时红层还具有很强的崩解性,边坡开挖后发生崩解等现象。     

红色泥岩风化含砾粘土的抗剪强度参数与物理性质相关性研究

研究了巴东组红色泥岩风化含砾粘土的含水量、密度及粘粒含量与内聚力C、摩察角φ的关系。通过配制粒径小于10mm的含砾粘土,按不同的含水量、密度及粘粒含量进行了大量的室内样品实验,分析总结了试验数据的一些规律,得出了适用的经验公式。这些经验公式揭示了该土体的一些特性,同时,当测得土体的某些物性指标后,可以运用这些公式计算该类土体的抗剪强度参数。这样,可避免少量试验数据用于设计时的不可靠性。     

风化岩体的波速湿度效应

对不同风化程度的岩体饱和含水率与其对应的饱和波速、干波速进行了相关研究，指出在岩体弹性波测试中水对波速的影响及其变化规律。建议在实际工作中，必须考虑水对波速影响这一重要因素。     

熔融包裹体中水含量的测定方法

本文在对Ｎａｕｍｏｖ（１９７９）计算熔融包裹体中水含量计算模式作原则性修正的基础上建立了新的计算模式,其特点是充分考虑了熔体被捕获后在漫长地质时期内经历的各种变化对其中水含量计算精度的影响。通过加热使熔融包裹体均一,并在均一化过程中的每一个相变发生前后分别测量各相的相对体积百分比,可从本质上消除Ｎａｕｍｏｖ计算模式未曾考虑过的对水含量计算精度发生影响的因素,因此可较为准确地获得熔融包裹体中的水含量。计算实例表明,烙融包裹体中的水含量与其均一温度负相关,随均一温度的降低含水量增高。     

密度及水分状态对黄土状粉土变形特征的影响

以三门峡地区黄土状粉土为研究对象,通过控制重塑土样的干密度及含水率制备不同状态下的试样,在非饱和土三轴仪上采用不固结不排水试验法,对试样进行试验。试验结果表明:试样的密度及水分状态对土的应力-应变曲线特征有着重要影响,在不同干密度及含水率下分别出现应力软化和应力硬化两种曲线形态;试样的破坏偏应力随干密度的增大而升高、随含水率的降低而升高,含水率为7%时候的破坏偏应力是含水率13%的2倍左右;非饱和状态下,试样的剪切破坏面以单一及双剪切面为主,且在一定含水率下,试样的破坏变形形态会随干密度的不同而出现剪胀和剪缩两种现象。     

应变率和含水率对冻土破坏应变能密度影响特性试验研究

在-2.0℃和-5.0℃情况下, 通过一系列不同应变率和含水率条件下的冻结砂土的单轴压缩试验, 分析了应变率和含水率对冻土破坏应变能密度的影响特性。试验结果表明:在较小含水率条件下, 随着应变率的增大, 破坏应变能密度非线性增大, 但当应变率增大到210-3s-1之后, 应变率的改变不再对破坏应变能密度产生大的影响, 并且含水率的增大使破应变能密度随着应变率的增大有了减小的趋势, 破坏应变能密度先随着含水率的增大而急剧增大到最大值, 然后含水率的继续增大使破坏应变能密度急剧减小到最小值, 再随着含水率的进一步增大, 破坏应变能密度变化幅度很小, 基本稳定在0.05MPa, 破坏应变能密度变化的力学机制与强度变化的力学机制并不完全相同。     

基于核磁共振的不同含水率黄土古土壤冻融循环试验研究

为明确不同含水率古土壤在冻融循环作用下其微观结构特性及古土壤损伤机制,采用核磁共振扫描仪对不同含水率冻融循环后的古土壤试样进行测试,研究冻融循环和含水率共同作用对古土壤微观结构的影响及土体内部损伤变化。结果表明:冻融循环下不同含水率使土体内部产生不同程度的损伤,损伤程度为含水率大的土体大于含水率小的土体。随着冻融循环次数增加,T₂谱曲线信号幅度增加,孔隙结构改变,大孔隙、最大孔隙含量增加,中孔隙含量减小; 同时含水率较大的土体孔隙体积增大幅度大于含水率较小的土体,说明在季节冻土区建设工程中含水率越大土体越易发生破坏,因此在工程中应注意防排水问题。依据损伤力学原理,得出土体颗粒连续性与孔隙率关系,进而得出有效应力与孔隙率关系; 根据核磁扫描结果,建立孔隙率与冻融循环次数关系,最终推导出古土壤有效应力与冻融循环次数关系表达式。研究成果为季节冻土区古土壤地层建设工程提供理论指导。     

新生界含水性及其与矿井充水的关系

综合分析了开平煤田的煤系上覆新生界沉积特征和含水性,对其与矿井充水的关系进行了讨论和预测,指出其下部段位的含水性弱,不应因底部有卵砾石层而谈虎色变,而要在勘探时就对其具体沉积特征和含水性做深入研究。     

含水率变化对深部工程岩体蠕变规律的影响

针对地下工程岩体随着深度、含水状态的变化将表现出流变变形的现象,通过对深部围岩蠕变规律进行探讨,并基于工程流变力学理论和渗流力学理论,对含水率的变化对软岩蠕变变形规律及本构方程的影响进行了研究,结果表明含水率是影响岩石蠕变变形非线性程度的重要因素。     

燃煤电厂废弃物中的砷对周围环境的影响

通过对电厂的煤、除尘器飞灰、渣、烟囱排放的不同粒度的细小飞灰中的砷进行分析对比，并对煤、除尘器飞灰和渣进行淋滤实验研究发现。砷在飞灰中富集，在渣中亏损，并且在细小飞灰中明显富集，20μm以下的飞灰中分布均匀。煤和渣中的砷有一定的迁移性，飞灰中的砷相对迁移性低，煤中部分砷与铁锰氧化物相关，飞灰和渣中的砷主要与碳酸盐及表面氧化物离子相关，还有部分易进行离子交换，在酸性甚至中性务件下，飞灰和渣中的砷与周围的水等介质可以部分发生交换从而进入环境。煤中约有三分之一的砷会直接挥发入空气中，随烟气排放的细小飞灰中砷明显富集且其中的相当一部分是2．5μm以下的颗粒，对大气环境及人体的潜在影响不容忽视，适当的措施减少砷的排放量很有必要。