不同胶结厚度下粒间胶结力学特性的试验研究

为研究胶结物厚度对粒间胶结强度的影响,在蒋明镜等[1－4]已完成的0.6 mm厚度的环氧树脂和水泥微观胶结模型试验基础上,进一步选取1.0 mm和1.5 mm两种胶结厚度,通过一系列接触力学特性测试,并结合0.6 mm厚度的试验数据,分析了在不同胶结厚度和不同胶结物类型下,粒间胶结强度指标的变化规律。试验结果表明：随着胶结厚度的增加,峰值抗拉荷载增大,峰值抗压荷载减小;同一胶结厚度下,随着法向压力的增大,两种胶结物的峰值抗剪和抗扭荷载均先增大后减小,而同一法向压力下,随着胶结厚度的增加,二者的峰值抗剪和抗扭荷载均随之减小。在三维应力空间中（法向压力-扭矩-剪力）,两类胶结强度包线分别为水滴状、橄榄球状且随胶结厚度的增加而缩小,但形状不发生变化。     

不同胶结宽度粒间胶结特性试验研究

胶结砂土中水泥含量、能源土中水合物的含量会导致其宏观力学特性的差异,从微观层面可以解释为颗粒之间胶结物含量的不同所导致的粒间力学性质的差异所致。为研究不同胶结物含量的胶结颗粒的力学特性,进行了不同胶结宽度的粒间胶结试验,试验结果表明：（1）峰值压缩荷载随胶结宽度的减小呈非线性变化,宽高比对峰值荷载有明显影响;（2）峰值拉伸荷载随胶结宽度减小而线性减小,宽高比对其影响不大;（3）峰值剪切荷载和峰值扭矩由两部分组成,即胶结部分和摩擦部分。且其变化趋势相似,随着法向荷载的增大,峰值荷载先随之增大,在达到临界应力比后,峰值荷载开始减小,当应力比达到1,即胶结破坏时,胶结部分不再发挥作用,此时粒间荷载由摩擦部分提供;（4）在压-剪-扭试验中,不同初始偏心距情况下得到的峰值荷载在剪力-扭矩平面内呈椭圆状。     

不同胶结尺寸的粒间胶结强度统一表达式

为研究胶结物的尺寸,即胶结宽度、胶结厚度,对粒间胶结物力学特性的综合影响,在分析已完成的不同胶结宽度和厚度微观胶结模型试验基础上,提出了考虑胶结尺寸的胶结强度统一表达式。结果表明:不同胶结尺寸试样的峰值压缩和峰值拉伸荷载均与端部约束因子?和高宽比例因子?相关;不同胶结尺寸试样的抗剪和抗扭能力可以使用统一的表达形式,即拟合剪切系数和抗转动系数来表征;在三维峰值荷载空间中,不同胶结尺寸下胶结试样荷载包线均呈开口空心椭球状,随着胶结宽度的增大,试样峰值荷载增大,且增大趋势明显;随着胶结厚度的增大,试样峰值荷载减小,而当胶结厚度达到一定程度后,减小趋势不明显。     

考虑水合物胶结厚度的深海能源土粒间胶结模型研究

天然气水合物被公认是解决当前能源危机的潜在新型能源而备受关注。含水合物的海底土体称为深海能源土。水合物在能源土中有不同的赋存形式（如填充型水合物和胶结型水合物等）,由于胶结型水合物对整体强度的贡献比其他存在形式更大,尤其是饱和度较低的情况。针对于胶结型水合物的赋存形式进行研究,水合物作为胶结物质存在于土颗粒之间,胶结厚度会在一定范围内变化。为真实地反映此现象,通过对能源土试样的电镜扫描图片整理分析,获得水合物饱和度与粒间胶结厚度的函数关系。基于前期已经完成的不同粒间胶结厚度下胶结力学特性的试验研究成果,为探究胶结厚度变化对能源土体宏观力学特性的影响,建立了考虑水合物胶结厚度的能源土粒间胶结模型,并介绍此模型中相关胶结参数及其确定方法。     

从活化能看土中胶结现象的本质

本文测定了纯针铁矿、人工胶结态针铁矿和天然胶结态针铁矿与盐酸反应的活化能、进而论证了土中胶结现象的本质就是生成了化学键．     

钙质沉积物天然胶结结构的室内模拟方法研究

海洋钙质沉积物存在天然胶结作用,胶结程度对其力学性质具有重要影响。因天然钙质沉积物的胶结结构具有极大的不均匀性及胶结强度低等特点,使得获取原状试样难度大,加之距大陆遥远,取样成本高,从而限制了对其物理力学特性的研究进程。因此实验室快速制备胶结试样成为有效的解决办法,分别采用物理、化学及生物主导的试验方法开展胶结试样的制备研究,发现微生物诱导碳酸钙沉淀（microbially induced carbonate precipitation,简称MICP）和脲酶诱导碳酸钙沉淀（enzyme induced carbonate precipitation,简称EICP）可以促进碳酸钙晶体产生,从而生成类似天然胶结的人工胶结试样。通过扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,简称SEM）、X射线计算机断层扫描（computed tomography scanned by X-ray,简称X-CT）和无侧限抗压试验,发现生物主导法得到的人工胶结物的矿物成分和晶体形貌均与天然胶结钙质沉积物相同,胶结试样峰值无侧限抗压强度能够达到天然弱胶结钙质沉积物的水平,通过X-C...     

砂岩中石英胶结物的成因及其研究意义

次生加大石英胶结物是砂岩中最的胶结物之一。石英胶结物的时空分布表现在越年轻的地层石英胶结物的含量越少,随埋深增加石英胶结物的含量增加,而且盆地类型也是控制石英胶结物含量的一个不可忽视的因素。石英胶结物的硅质来源有很多种说法,但是区域上可能以某一种或某几种来源为主。影响石英胶结物沉淀的主要因素有温度流体的ｐＨ值等;而关于孔隙流动与硅质搬运和沉淀有三促假说,即：浅部地下水循环说、压实驱动流体高度集中说     

基于正交试验的不同胶结强度Bimrock岩体力学特性试验研究

Bimrock在不同胶结强度下的力学特性鲜有研究,而胶结强度对Bimrock力学特性和变形破坏特征有着重要影响。为探究不同胶结强度对Bimrock力学特性的影响规律,通过正交试验设计法,开展Bimrock基质配比试验,对不同配比基质试样的强度力学参数进行参数敏感性分析,基于正交试验结果,制作不同胶结强度的Bimrock试样,通过单轴压缩试验,分析不同胶结强度对Bimrock力学特性的影响。结果表明：Bimrock试样的单轴抗压强度和弹性模量与其胶结强度呈正相关,从弱胶结到强胶结,单轴抗压强度从11.02 MPa增加到34.21 MPa,弹性模量从2.11 GPa增加到5.57 GPa;随着胶结强度的增加,试样在变形至破坏的各阶段表面裂纹数量均减少;强胶结试样的压缩破坏模式表现为单条主裂纹的贯通破坏,破坏时间较短,脆性破坏明显;中等胶结试样发生整体与局部剪切破坏,表现为一条明显贯穿整个试样和一条仅贯穿试样下半部分的剪切破坏面;弱胶结试样发生横向拉张破坏,可见多条沿竖直方向的张拉裂纹,局部出现张剪破坏并存的破坏特征,从变形到破坏产生的裂纹较多且较为破碎,破坏时间相对较长。Bimrock岩体工程问题复杂而且较难处理,针对Bimrock力学特性与变形破坏特征的研究对工程建设以及地质灾害防治有重要意义。     

MTA固井技术在煤层气井中应用的实验研究

MTA固井技术在油气田中的运用已经取得了显著效果,能够提高二界面的抗剪切强度以及抵抗地层水对二界面的冲蚀。通过室内实验,对MTA固井技术在煤层气井中的运用进行探索。实验结果表明,MTA技术在煤层气井的固井模拟实验中,也能够有效的提高二界面的抗剪切强度,实现二界面的整体固化胶结,抵抗地层水对煤层气二界面的冲蚀,这些特点对于提高煤层气井的产能具有重要意义。作为一种施工简捷、效果显著的固井技术,MTA固井方法在煤层气井中的应用前景是极为广阔的。     

膜孔灌溉单孔入渗特性研究

根据室内单点膜孔人渗试验资料,研究了充分供水条件下单点膜孔入渗规律及膜孔入渗与垂直一维入渗之间的关系,提出了膜孔入渗的数学模型,建立了膜孔入渗参数与垂直一维入渗参数的关系,实现了根据一维垂直入渗资料确定膜孔入渗模型。该研究成果为膜孔灌溉理论与技术的进一步研究奠定了基础。     

水对不同岩石声波速度影响的研究

通过分析不同成因类型岩石的声波速度,提出了水对不同岩石声波速度的影响,从岩石孔隙及隐微裂隙的发育程度及岩石的水理性质解释了在水的作用下岩石声波变化规律,利用这些规律可以初步判断岩石的隐微裂隙发育程度及水理性质。     

定点式横向声学多普勒流速剖面仪应用研究

介绍了应用定点式横向声学多普勒流速仪进行实时流量在线监测方面的比测率定研究工作。主要从设备选型、安装位置、代表流速计算、单元流速区间选择、关系率定、精度评定、测点流速分析等方面进行了分析研究。通过设备选型、安装位置、单元流速区间选择等多方面的比较分析,选择最佳方案,进行比测分析,率定出代表流速与断面平均流速的关系。重点对设备安装位置、单元流速区间的选择、流速横向分布等进行比较分析,对于其他测站的类似H-ADCP监测方案有一定的指导意义。     

不同钻井液条件下气测资料校正方法

钻井液粘度对气测录井影响较大。对不同钻井液体系在不同粘度下气体检测的实验研究分析，得到了不同钻井液体系的气测全烃检测对比关系。通过不同体系粘度使用范围的优化，确定最佳粘度值，以天然气检测解释标准为例建立了不同钻井液体系的录井气体检测解释标准。实际应用表明，不同钻井液体系的气测录井资料的校正是必要的，也是可行的。     

用声波参数确定岩石加载破坏过程的不同阶段

本文研究了岩石在单轴和真三轴加载的破坏过程与声波参数及动力学参数之间的关系。在单轴和三轴压缩实验中,通过测量纵横波速度和振幅的变化,有效地判断岩石加载和结构的变化情况,确定岩石加载破坏过程中的几个阶段,实现对岩石破裂前兆的预测。本文还研究了三轴压缩实验中中间主应力σ_2的改变对声波速度和振幅变化曲线的影响。     

复杂环境条件下的洞内管井降水技术研究

城市中心密集建筑群使得地铁需长距离穿越既有建（构）筑物,导致地面管井施工作业条件越来越难,降水沉降控制要求也越来越严。从轨道交通工程建设出发,当受施工场地限制时,提出在导洞内施工管井,并对降水导洞的设计、成井机械及施工工法进行了论述。针对施工降水引起的附加沉降,采用地下水三维渗流与地面沉降耦合模型计算软件——Pro-cessing Modflow,建立地下水流场与地面沉降的耦合模型,根据现场监测数据,运用参数修正后的模型,设计不同的抽降方案,分时段进行沉降预测,及时分析施工降水对周围环境的影响程度,可指导类似工程施工,具有重要的工程实际意义。     

Calibration of Infrared Absorption Coefficients for Structural Hydroxyl in Garnet by a Combined Study of Isotope Ratio Spectrometry and Vibrational Spectroscopy

An accurate determination of water content in garnet is critical to quantify the transport of water to the deep mantle by the subducted oceanic crust beyond the breakdown of hydrous phases. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) is the most widely used approach to determine the species and contents of water in garnet. Accurate quantification of OH in garnet requires independent calibration using an external method, as OH absorbance is mineral and composition specific. To obtain the infrared absorption coefficients of structural hydroxyl in garnet, a combined study of spectrometric analyses by FTIR and a method combining a thermal conversion elemental analyser with isotope ratio mass spectrometry (TC/EA-MS) was carried out for fourteen gem-quality natural garnet crystals with variable compositions. The obtained molar absorption coefficients were 9322 ± 338 and 240 ± 26 l mol⁻¹ cm⁻² for grossular- and spessartine-rich garnet and pyrope-almandine garnet, respectively. These results are within the range of previous studies. A new molar absorption coefficient of 689 ± 177 l mol⁻¹ cm⁻² was obtained for pyrope-spessartine garnet. The large variation in the absorption coefficient indicates it is controlled by both garnet composition and OH-absorption bands. The obtained absorption coefficients are only appropriate for certain types of eclogitic garnet, and more studies should be carried out on eclogitic garnets.     

金沙江其宗水电站水平孔钻进技术

其宗水电站属峡谷区修建的高坝水库。ZK119水平孔设计孔深350 m,位于上坝址左岸地下厂房。水平孔与垂直孔相比,施工技术难度大,安全隐患大,对钻杆、设备要求更高。水平孔施工重点是水平成孔,因此,控制孔斜率是关键。以ZK119水平孔为例,从水平孔施工技术原理、技术特点和防斜措施等方面论述水平孔钻进技术,旨在为更深水平孔施工提供借鉴。     

江西省浮梁县朱溪矿区深孔钻探施工技术研究

详细介绍了朱溪矿区3个深孔钻遇地层、钻探设备、钻孔结构、钻头使用、起大钻、冲洗液使用、护孔堵漏、套管使用等具体情况。重点分析和总结了钻孔结构、钻头使用、冲洗液使用、护孔堵漏等钻探工艺技术,并提出今后深孔施工需慎重配套钻探设备、增大钻头外径、提高钻探效率、重视深孔孔斜尤其是方位超差和灰岩溶洞问题等建议。     

定向钻进及随钻测量技术在充填孔施工中的应用

充填钻孔是一种高精度垂直孔,地层促斜、钻孔自然弯曲率较大时,常规钻进方法难以控制钻孔轨迹。在施工中应用定向钻进及随钻测量技术,则可以对钻孔实施全程轨迹监控,使其按照设计轨迹延伸。主要介绍了广西华锡集团股份有限公司铜坑矿将充填站充填孔施工中定向钻进设计、随钻测量、纠斜、侧钻等技术及工艺等。