颗粒分析试验研究

颗粒分析试验是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数的方法,借以明了颗粒大小分布情况,供土的分类及粗略判断土的工程性质及建筑材料选料之用,其中的密度计法用于测定小于0.075 mm以下的颗粒大小及分布情况,测量的准确度直接关系到土中黏粒和胶粒的多少,在试验的角度分析了密度计法试验结果误差的原因,指出现行规范中温度校正的不合理性,提出了空白试验方法,供工程技术人员和土工试验人员参考并验证.     

密度计法颗粒分析曲线的拟合及其修正

提出了密度计法颗粒分析试验的一种曲线拟合及修正方法，经验证效果较好。     

密度计法试验土用量规定的讨论

通过对密度计法颗粒分析用土量的对比试验及各国有关标准的比较，可以认为国标的有关规定有待修改、完善。     

基于染色标定与图像颗粒分割的钙质砂颗粒破碎特性研究

针对混合粒径钙质砂中不同粒径颗粒绝对破碎量无法获得和现有破碎率难以考虑破碎重叠掩盖破碎量这两个问题开展研究。设计了粗砂、中砂、细砂颗粒集中分布的3种级配钙质砂试样,进行侧限压缩试验。对不同粒径区间钙质砂分别染成不同颜色,拍照获取各粒径区间钙质砂破碎信息;采用Image J软件进行彩色图像颗粒分割、二值化处理、统计各颜色颗粒面积,换算得各颜色颗粒破碎后含量;并提出考虑破碎重叠掩盖的试样累积破碎率指标B_a。结果表明,随压力增大及颗粒分布集中,试样的重叠掩盖破碎量增大。混合粒径钙质砂中的中间粒径(0.25~1.00mm)颗粒易于破碎,各粒径颗粒破坏模式以颗粒边角破碎为主;累积破碎率B_a值较相对破碎率B_r较大,与垂向压力对数值间满足线性关系,为颗粒破碎研究提供了新的思路。     

土颗粒沉降分析用水类型测试效果的检验比较

随着市场供水水源的多样化,密度计法颗粒分析试验用水类型也趋于多样化。在理论分析基础上,通过对比试验提出当前沉降分析试验用水种类选用的倾向性意见。     

基于颗粒识别分析系统的碎屑流堆积物颗粒识别和统计方法研究

碎屑流堆积物颗粒识别和统计是碎屑流灾害的研究重点。文章基于图像处理孔隙（颗粒）及裂隙图像识别与分析系统（PCAS）,以贵州纳雍普洒村崩塌-碎屑流为例,结合纳雍崩塌堆积物粒径实测结果,通过阐释识别过程中阈值、孔喉封闭半径、最小孔隙面积的参数意义,研究PCAS软件在碎屑流颗粒识别与统计中的应用,并提出了颗粒识别时这些参数的选取方法。分析结果表明:（1）PCAS能自动准确地识别碎屑流堆积物颗粒与孔隙,相比人工计数更精细,所识别堆积物各区小颗粒比重较大,0～2 m颗粒粒径各区占比都在50%以上;（2）当阈值为170（像素）时能获得精细的二值图像,颗粒与孔隙得到了准确地区分;（3）不同参数取值下获得堆积物颗粒粒径分布结果不同,碎屑流堆积物颗粒识别宜采用较大的孔喉封闭半径和较小孔隙面积,当二者比值为3/30（像素）时能更好地反应颗粒粒径分布情况;（4）PCAS具有较高的可行性,统计结果显示,各粒径含量变化趋势与人工统计相近,两种统计方法各粒径占比、分布规律基本吻合,说明利用PCAS可以实现对崩塌碎屑流颗粒粒径分布的高效便捷分析。     

关于软土颗粒分析前浸泡处理必要性的探讨

几乎所有的士工试验规范均要求细碎屑土在颗粒分析前进行浸泡处理。现从机理上探讨这种预处理对於软土试样的必要性。经对比试验证实,除软粘土外其余各类软土均无必要。文章还探讨了用天然土样直接测试的可能性。     

关于研制X射线荧光微分析标准物质的探讨

将经过高温处理的土壤样品进行反复研磨后，用于X射线荧光微分析标准物质的研制，当99％的粉末粒径≤30μm时，用仪器中子活化和同步辐射X射线荧光进行元素分布均匀性和最少取样量分析，结果表明24个元素的最少取样量可以降到约1mg。     

沉积物粒度分析方法的比较

近年来激光粒度分析法在沉积物粒度分析方面的应用得到了进一步扩展。本文利用美国麦克奇公司生产的S3500型激光粒度分析仪开展沉积物粒度分析方法实验,研究表明:S3500型仪器较优的样品用量约为0.2 g;稀释过程会影响样品的粒度分布;样品分取方式会带来不同的随机误差。与薄片图像法和筛析法两种传统粒度分析方法获得的粒度分布参数比较表明:激光法测得的平均粒径较薄片图像法和筛析法偏细;激光法和筛析法的峰度相关性较好。采用Malvern 2000和Micro S3500两种激光粒度分析仪测量结果的比较表明:Malvern 2000测得的平均粒径较Micro S3500测得的平均粒径偏细,但二者的相关性很好(r=0.9574),研究认为这两种粒度仪的测试结果会给岩石粒度定名带来差异。由于各种粒度分析方法存在差异和局限性,在实际工作中粒度分析应尽可能建立在同一测量体系上,以便资料对比。     

站队结合流量测次精简分析方法的研究

为适应站队结合的需要，必须对流量测次作精简分析。本文以湖南省株洲站队结构区为研究实例，在测站特性分析的基础上，根据水力因素和环境因素对水位流量关系的影响，将区内测站按水位关系稳定，较稳定、不稳定进行分类。     

HELOS/BF型激光粒度仪湿法测试条件的优化

激光粒度仪以测试速度快、操作方便、重复性好等优点得到越来越广泛的应用,但仪器技术参数和测试条件不同对样品粒度测试结果有着显著影响。本文通过实验得到了HELOS/BF型激光粒度仪的优化测试条件,结果表明:对于比重小或粒径小的样品,采用低搅拌速率、高超声强度和较长超声时间;对于粒径大或比重大的样品,应采用高搅拌速率、低超声强度和较短超声时间。分散剂能加快样品颗粒的分散,且对于粒径小的样品分散效果更好。测试时进样浓度(遮光度)过低,样品中的颗粒数过少,检测不到足够的信号,使样品不具有代表性,样品粒径测定结果偏高;进样浓度过高,出现多重散射而使粒度分布范围较宽,样品粒径测定结果偏低。研究认为,HELOS/BF型激光粒度仪的合适进样浓度为10%～25%。     

动态图像法与镜下测量法粒度分布结果对比研究

动态图像法、镜下测量法在地下沉积岩粒度分析中的应用研究较为薄弱。对塔里木轮南地区X100井三叠系水下分流河道12块砂岩样品分别采用以上两种方法进行粒度测试,将所测得的各组分含量、粒度曲线及粒度参数进行对比分析,并对镜下测量法粒度结果开展校正研究,以使这两种方法在今后能更广泛地运用于粒度分析。研究结果表明:相较于镜下测量法,动态图像法检测粗组分含量偏大而细组分含量偏小,黏土—粉砂组分和中砂组分是两种方法产生差异的分界线。检测颗粒数目的悬殊和岩石类型是两种方法存在差异的主要原因,测试方法的量程、测量原理和颗粒形状也会造成一定的影响。基于岩性的镜下测量法粒度结果校正,使两种方法的细砂—粗砂组分含量、粒径参数的相关系数从0.25~0.80提高到0.88~0.95,达到了校正基本目的,其准确性得到有效的提高。     

钻井岩屑分形分析的现场应用研究

岩屑是反映地层资料的重要依据,在实验条件下岩石的可钻性与岩屑的分形维数存在明显的相关性,但现场岩屑的几何特征及粒度分布受到钻进过程中多因素的综合影响,不同条件下获得的岩屑粒度分布规律不同。因此采用分形理论对不同工程及地质条件的岩屑进行分析,总结各因素对岩屑分形规律的影响及其影响程度。结果表明：岩屑粒径分布具有良好的分形特征;现场岩屑分形维数是对井下各种因素的综合表现,比较符合实钻情况;等破碎概率Pc是判断钻进效率的参数之一,可通过调整钻进参数降低Pc值,提高机械钻速。     

显微图像分析系统及其在矿物粒度分析中的应用研究

利用自行设计开发的显微图像分析系统进行矿物粒度分析，将其结果与用水析、激光粒度分析、筛分分析所得结果进行对比，分析讨论产生数据差异的原因。     

南京站降水量的统计分析

通过对南京站降水量的统计分析，验证了南京站降水量雨型为P-Ⅲ型分布。随着城市化的进程。人类活动加剧，南京站的降水量和发生大雨、暴雨的年均次数均有增加的趋势，1970年后趋势更加明显。城市降水量的增大及大雨和暴雨次数的增多，出现峰高量大的暴雨洪水机会增加，加剧了南京的防洪压力。     

平均粒径对砂土剪切特性的影响及细观机理

针对平均粒径对砂土剪切特性的影响作用,结合室内试验和离散元模拟方法对不同平均粒径砂土进行了细观研究。基于3种不同平均粒径砂土的直剪试验结果,通过建立反映砂土剪切试验特征的PFC（particle flow code）颗粒流模型,详细研究了不同粒径砂土在剪切过程中土样体积变化、力链网络、孔隙率和配位数等细观结构参数的变化特征和规律,并从细观角度分析了颗粒粒径对土样宏观剪切特性的影响机制。结果表明：具有不同平均粒径砂土的细观结构参数在剪切过程中存在显著差异,并且其细观参数差异主要集中体现在剪切带处;剪切力学特性的影响主要体现在抗剪强度和剪胀效应方面,砂土平均粒径越大,抗剪强度越高,剪胀效应越明显;具有不同平均粒径的砂土在剪切过程中土颗粒运动规律及剪切带形态变化特征存在一定的差异,平均粒径越大,剪切带内上跨式颗粒占比越大,剪切带厚度越大。     

激光粒度仪测试结果及其与沉降法、筛析法的比较

分析了Cilas 940L激光粒度仪的测试结果,并与沉降法、筛析法进行了比较。激光粒度仪测试结果的重复性较好,测量精度较高。对于玻璃珠样品,激光粒度仪和筛析法测试结果十分接近,对于天然沉积物,激光粒度仪测定的平均粒径偏粗,分选偏差。和沉降法相比,激光粒度仪测定的粘土组份 (<8%)的含量为沉降法的 46.7%～ 70.5 %,平均为 6 0 %,测定的平均粒径较沉降法偏粗,分选偏差。造成激光粒度仪与沉降法、筛析法之间差异的原因主要在于这些测试方法原理的不同和天然沉积物不规则的形状。     

地质标准物质的粒度测量与表征实践

样品粒度是粉体地质标准物质的一项重要特性指标。长期以来地质标准物质的粒度一直是采用筛分法或沉降法检测,最终大多以加工样品通过一定筛目(一般为-200目)的比例来表达;近年来超细标准物质研制引入了以激光粒度仪为代表的粒度检测与分析的现代方法,并可以直观的粒度分布图和简洁明晰的特征粒径等多种方法来表达粒度分布特征,大大提升了粉体地质标准物质粒度分布特性的测量及表征水平。文章在前期采用激光粒度仪测量超细标准物质粒度分布特征工作的基础上,用此法测量了当今广泛使用的典型地质标准物质的粒度分布,为这些标准物质的正确使用和取样不确定度评价提供了重要依据;同时就今后地质标准物质乃至地质分析样品的粒度检测与表征提出建议。