高温高压下煤变形的实验分析

通过对不同温度、压力实验条件下,不同煤级煤的应力－应变曲线特征分析,探讨了不同煤化程度煤的变形行为及其影响因素,论述了温度和压力在不同煤级和不同实验条件下具有的不同作用。在中煤级阶段,虽然围压的增大可在一定程度上提高煤的强度,但温度的影响更为重要。较高煤级在小应变阶段,温度起主导作用;而到了大变形阶段,围压的作用又逐渐上升到主导地位。此外,在一定的条件下,煤中气体的产生和释放对煤的变形行为具有显著     

高温高压下煤超微构造的变形特征

本文通过不同温、压实验条件下,不同煤级煤的应力-应变曲线及超微变形构造特征分析,深入探讨了不同煤化程度煤的变形行为及其影响因素。阐明了高温高压和差异应力作用是促使煤结构由无序向有序方向转化,使大分子结构有序畴和定向性增大的重要因素。论述了温度和压力在不同的煤级和不同的实验条件下,具有不同的作用。在中煤级阶段,虽然围压的增大可在一定程度上提高煤的强度,但温度的影响更为重要。较高煤级在小应变阶段,温度起主导作用;而到了大变形阶段,围压的作用又逐渐上升到主导地位。在整个变形过程中,定向压力都是不容忽视的重要因素。     

温度循环作用下深埋隧洞围岩细观结构的定量描述

高温作用和温度循环作用是岩石力学发展面临的新课题。从经历温度循环的裂隙岩体的微裂隙扩展机制研究入手,采用SEM仪器进行了各温度下大理岩断口细观结构试验。基于统计学理论,从细观层次对不同温度下的岩石断口微裂隙参数数据统计分析,得到了岩石微裂隙几何参数在不同温度下的分布概型,并运用Monte-Carlo随机模拟的方法,再现微裂隙在工程岩体中的分布。进行了二维裂隙网络模型的分形计算,分析不同温度条件下岩石细观损伤的分维数及其演化的分形特征,为从传统的力学方法来探索岩石内部介质的微观变化提供了理论依据和参考。     

流动环境中圆孔水平热射流三维数值模拟

根据计算流体动力学理论,采用Realizable k-ε紊流模型和SIMPLEC算法,考虑浮力作用,利用有限体积法来离散求解流动环境中圆孔水平热射流的流动与传热控制方程,对流动环境中圆孔水平热射流进行了三维数值模拟,比较了不同流速比和不同射流出口温度条件下的流动特性和温度分布特性,得到了热射流轨迹的速度和温度衰减规律,分析了流速比和射流出口温度对热射流轨迹温度分布的影响。     

平顶山矿区原生结构煤和构造煤孔渗实验对比

为了研究构造煤孔渗变化特性, 利用平顶山矿区原生结构煤和构造煤, 进行了不同围压、温度、湿度和煤体结构类型等条件下孔隙度及渗透率的实验测定, 对煤层孔渗特性在不同条件下的变化趋势进行了分析.结果表明: 围压、温度、湿度和煤体结构类型4种因素对煤的孔隙度和渗透率均有较大影响, 当温度和围压同时作用时, 围压的作用效果大于温度的作用效果.并用Origin软件对部分实验数据进行了数据拟合, 得出原生结构煤和构造煤的渗透率-孔隙度函数关系.      

东秦岭多期变质作用和形变史

区域变质作用是指在压力和温度区域性升高的影响下,原有固体岩石受到改造时的成岩作用。任何一种变质作用都可视之为温度、压力、组份活动性(简称t,p,c)三个强度因素作用的结果。其中压力又可分为静水压力,蒸气压力及单向压力三种。由于这五个因素的不同作用,就产生了性质完全不同的变质作用。区域变质作用又可按地     

高温作用后3D打印岩体试样力学性能初探

实际岩土工程中经常遇到高温环境，研究3D打印岩体试样在高温作用后的力学性能对促进3D打印技术在工程领域的应用具有重要意义。以GS19砂和呋喃树脂作为打印基材，运用3D打印技术制备内部结构高度一致的岩体试样，研究不同温度作用后3D打印岩体试样的力学性能，结合电镜扫描试验从微观层面上分析不同温度作用后3D打印岩体试样力学性能产生变化的原因。提出了3D打印岩体试样的最优力学温度，并研究了含预制裂隙的3D打印岩体试样在最优力学温度作用后的破坏特征。研究表明：3D打印岩体试样的单轴抗压强度与劈裂抗拉强度随温度的不断升高均呈现先增大后降低的规律，最优力学温度为150 ℃；在最优力学温度作用后，含不同倾角预制裂隙的3D打印岩体试样的破坏过程包含压密、微裂纹萌生、裂纹稳定扩展、贯通破坏4个阶段，裂纹的初始萌生位置均出现在预制裂隙处但随着预制裂隙倾角的变化而有所不同，扩展路径总是趋向于荷载加载的方向并大致呈中心对称形式。     

高温后大理岩动态劈裂拉伸试验研究

为了研究高温处理后的岩石材料在冲击加载速率作用下的动态劈裂拉伸性能,利用大直径分离式霍普金森压杆试验设备对经历不同高温作用冷却后的“大理岩”平台巴西圆盘试样进行不同加载速率作用下的径向冲击试验。研究了高温后大理岩的动态劈裂拉伸强度及动态劈裂破坏形式随温度和冲击加载速率的变化规律。试验结果表明,与静态劈裂拉伸强度相比,经历不同高温作用冷却后,大理岩的动态劈裂拉伸强度有明显的提高,表现出显著的冲击加载速率强化效应,同一冲击加载速率作用下,随着温度的升高,动态劈裂拉伸强度表现出先增大后减小的变化趋势;高温后大理岩的动态劈裂破坏形式受到冲击加载速率和温度的共同影响。     

硫酸钠溶液的盐胀与冻胀

为探讨硫酸钠盐渍土产生盐胀与冻胀的机理,研究了硫酸钠盐溶液在温度变化时的盐胀和冻胀的特征和规律性.针对不同浓度的硫酸钠盐溶液,在不同温度下的体积变化进行了观测.通过试验,定量分析了不同浓度的硫酸钠盐溶液在温度降低过程中,其盐胀率在一定的温度范围内随温度的变化规律;尤其是在负温区间,不同浓度的硫酸钠盐溶液冻胀率随着温度的变化规律.试验表明,硫酸钠盐溶液的盐胀必须具备一定的浓度条件,否则无结晶盐析出,无盐胀产生,并且低于这个浓度的所有盐溶液随着温度的降低将一直处于冷缩状态,直到冻胀产生.比较了不同浓度溶液的盐水比和结晶盐的盐水比,不同浓度的盐溶液其体积膨胀率(盐胀率与冻胀率之和)不同,硫酸钠盐具有一定的抑制冻胀的作用.     

温度周期作用下大理岩三轴蠕变试验与理论模型研究

为了解温度周期作用对大理岩蠕变力学特性的影响,采用温度-应力-渗流耦合的岩石力学三轴流变试验系统对大理岩进行了不同温度及温度周期变化下三轴压缩蠕变试验。基于试验结果,研究了大理岩试样在不同温度及温度周期变化下轴向应变随时间的变化规律,分析了不同温度及温度周期变化下蠕变的变形机制,掌握了温度对大理岩三轴蠕变影响的基本规律,并且建立了考虑温度及温度周期变化影响的改进的Burgers模型。理论值与试验结果非常接近,表明考虑温度及温度周期变化的改进Burgers模型适合描述大理岩的黏弹性蠕变特征。为长期暴露于外部环境下的岩质边坡的长期稳定性分析提供了重要的参考依据。     

An integrated thermodynamic mixing model for sphalerite geobarometry from 300 to 850°C and up to 1 GPa

An asymmetric, Margules-type, solid solution model was used to model the mixing behavior of Fe-Zn sphalerites. The model is based on an analysis of experimental results from fifteen independent data sources. After a careful, stepwise, analysis of the available runs, the solid solution model was constrained using a refined experimental database of 279 experiments which were simultaneously regressed to obtain the excess parameters and a general geobarometric equation. The model indicates that, when pressures are low, the value of γ_FeS^Sph, which is always greater than one, is higher at low FeS contents and an increase in temperature causes it to decline. However, for certain compositions γ_FeS^Sph values might be slightly less at low T than at high T. This behavior is corrected when pressure increases, regardless of the composition. The excess Gibbs free energy has positive values at any P&T while it is asymmetric. Pressure increases the value of the excess free energy. On the other hand, the Gibbs free energy of mixing is always negative, with a single minimum that tends to move towards Fe-poorer compositions as the pressure goes up. An increase in temperature leads to a more negative Gibbs free energy mixing function suggesting that increasingly Fe-poorer sphalerite would be expected at high temperatures and pressures. The application of the solid solution model to a selection of case-studies provided results which are consistent with independent pressure estimates. However, the pressure determinations for sphalerite + pyrite + pyrrhotite and sphalerite + pyrrhotite assemblages are very sensitive to uncertainties in the composition of the phases involved and, to a lesser extent, to temperature. The results of the application of the model to a field case (scheelite-mineralized Hercynian veins from the Central Pyrenees) were also consistent when compared with independent pressure-constraining silicate assemblages. Thus, the solid solution model described in this paper provides a workable framework with which to compute the pressures of the formation of rocks over a wide range of geological conditions.     

Precipitation Effects on Temperature-A Case Study in China

To discover the mechanism of the continuous summer temperature decline in certain regions against significant global warming,456 national meteorological observational stations with long term of observed daily temperature and precipitation data were applied to analyze the relationship between precipitation and temperature.Results show that there is a significant negative correlation between precipitation and temperature,indicating that precipitation influences temperature signifi-cantly:the more the precipit...     

溶质势对地表蒸发速率的影响

针对盐碱化土壤地表蒸发速率研究的不足,以表层土壤为研究对象,采用土壤蒸发试验和数学模型相结合的方法分析了溶质势对地表蒸发速率的影响。结果表明:当土壤中盐分没有沉淀结晶时,溶质势是盐分引起地表蒸发速率降低的主要原因;溶质势越低,蒸发速率下降比例越大,该下降比例与溶质势有近似线性关系,但同时还受到空气温度与相对湿度、土壤温度以及土壤基质势等因素的影响;当表层土壤存在水盐补给时,地表蒸发速率总是变化趋向于水分补给速率,但含盐土壤蒸发速率变化较慢,而且若补给水分中含盐,那么其稳定蒸发速率会低于水分补给速率。     

温度对煤系泥岩力学特征影响的试验研究

利用RMT-150B岩石力学试验系统和GD-65/150高低温环境箱,对经历不同温度后煤系泥岩的力学特性进行试验研究,分析不同温度下煤系泥岩的应力-应变全过程曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、变形模量以及泊松比受温度的影响。研究结果表明,不同温度下泥岩的力学特性有差异。随温度的升高,其峰值应力、峰值应变有不同程度的降低,其峰值应力从25℃时的9.153 MPa下降到55℃时的8.271 MPa,降幅为9.6%;峰值应变从25℃时的11.002×10-3下降到55℃时的8.249×10-3,降幅达25.0%。弹性模量随温度的升高逐渐减小,变形模量随温度的升高而增大,泊松比随温度的升高逐渐减小,由此得到各参数变量随温度的变化关系。研究成果可为深井高温软岩巷道的围岩控制提供理论基础。     

塔河油田下奥陶统溶蚀段的测井响应

塔河油田位于塔里木盆地，为该盆地油气中储量最大，产量最高的油田。下奥隐统是塔河油田最重要的储集层段，而下奥陶统中溶蚀成因的孔洞又是该层段最主要的储集空间。通过对该溶蚀段的研究，笔者认为该溶蚀段具有可以识别的测井响应，其密度呈指状急剧降低，是溶蚀段最明显的特征，并以此与中上奥陶统的瘤状灰岩形成明显区别。     

Climate change in Central Europe and the sensitivity of the hard rock aquifer in the Bohemian Massif to decline of recharge: case study from the Bohemian Massif

Climate change in Central Europe is manifested by periods of drought during the summer months of years when there is a reduction in atmospheric precipitation and temporary accumulation of water in the form of snow during winter period. The shallow sub-surface aquifer in crystalline rocks is very vulnerable to this decline in rainfall. Monitoring and subsequent model simulations revealed that the groundwater level in recharge areas had been lowered by almost 10 m, but the study also showed that levels in discharge areas are significantly more stable. The transmissivity of hard rock aquifers evidently shows changes in both space and time. The temperature rise results in increasing values of evapotranspiration that is manifested by a gentle but long-lasting groundwater-level decline.     

热水沉积岩及矿物岩石标志

热水沉积物不同于普通沉积物 ,主要与热水流体类型有关。文中把热水流体划分为中高温热水流体与中低温热水流体。中高温热水沉积岩包括钾长石岩、硅质岩、电气石岩、钠长石岩、萤石岩 ;中低温热水沉积岩包括碳酸盐、硫酸盐等岩石。钾长石岩是文中确定的一种标准高温热水沉积岩 ,热水沉积钾长石以冰长石和钡长石为主 ;热水沉积碳酸盐矿物一般为铁、镁、锰、钙碳酸盐 ,碳酸盐的形成与CO2 和H2 O的不混溶温度有关 ,一般在不混溶温度 ,即 2 66℃以下生成 ,或在海水补偿线以上形成。热水沉积岩中有热水交代蚀变岩夹层 ,尤其是在高温热水活动区 ,可以交代泥质、钙泥质沉积物形成热水交代沉积岩 ,包括方柱石黑云母岩、透辉石透闪石岩、夕卡岩、绿泥石岩等。根据对霍各乞铜多金属矿床的研究 ,热水交代透辉石透闪石岩的稀土总量较低 ,表现为轻稀土富集 ,重稀土亏损 ,稀土配分模式表现为正Eu异常     

基于气象水文因子的呼伦湖湿地消长综合模型研究

利用1961-2005年呼伦湖湿地的气象及水文资料, 基于水量平衡方程, 以湿地各年水量盈亏累积量(∑ΔW)为因子, 建立了呼伦湖湿地水域面积和水位高程的消长对气象及水文因子协同作用的响应模型, 分析了湿地水域面积和水位高程的消长对影响因子的响应特征.结果表明:呼伦湖湿地消长对气象及水文因子的年代际变化有很好的响应.年平均气温每增加1 ℃, 湿地水域面积和水位高程分别减少134.5 km²和93.44 cm; 年降水量每增加10 mm, 二者分别增加10.2 km²和7.1 cm; 年蒸发量每增加10 mm, 二者分别减少1.1 km²和0.9 cm; 年径流量每增加1×10⁸m³, 二者分别增加4.8 km²和3.3 cm. 年平均气温的升高和年降水量的减少变化对湿地消减的贡献率分别为13.6%和86.4%, 当前降水量的变化在湿地消长中占主导作用.如果不考虑人类活动的影响, 根据未来较低排放(SRES-B2)情景下气候预测, 初步估算2040、 2070和2100年湿地水域面积将分别减少275.8 km²、 442.8 km²和583.6 km², 水位高程分别下降191.6 cm、 307.6 cm和405.4 cm, 未来气温的变化在湿地消长中占主导作用.呼伦湖湿地在未来暖干化趋势下, 湿地水资源短缺加剧, 湿地水域面积萎缩和水位高程下降将加快.     

6kaB.P.东亚区域气候模拟及其变化机制探讨

中全新世是地质历史上最近的温暖时期。文章利用包含较详细陆面过程的区域气候模式,通过分别加入现代植被和根据花粉化石资料转化的东亚地区古植被,模拟了6kaB.P.东亚季风气候,并研究了植被变化对东亚气候的影响。由区域气候模拟得到的较高分辨率的气候演变图像表明6kaB.P.太阳辐射季节循环增大,高纬度地区积雪、海冰减少,极地海洋升温,导致冬季大陆冷高压减弱,使中国冬季温度降低幅度大大减小。模拟中加入恢复的古植被造成地表反照率减小,使得冬季进一步升温,这不但突破了PMIP众多模拟的东亚6kaB.P.冬季降温的局限,而且使模拟温度变化的季节特征与古地质资料更为吻合。中全新世东亚大陆全年升温导致东亚夏季风强盛、冬季风减弱;降水及有效降水增加,降水带向西、向北扩张。与PMIP模拟相比,由于模式分辨率的提高,该工作模拟出了中国东部区域性降水增加的特征并得到了较为精细的气候变化空间分布。     

泡沫油稳定性主控因素实验研究

泡沫油在天然能量开采过程中具有"原油粘度高、生产气油比低、原油日产水平高、产量递减慢、天然能量开采采收率高"等特有的开采特征;而泡沫的稳定性是决定"泡沫油现象"存在时间长短的最关键因素。为定量描述泡沫稳定性的主控因素,自主研制了高温高压泡沫油可视化稳定性测试模型,并利用该模型开展了温度、溶解气油比、降压速度及孔隙尺寸对泡沫稳定性的单因素影响规律评价实验。实验结果表明,泡沫油中泡沫稳定存在的最高温度为60℃,最低极限原始溶解气油比为5 m3/m3,最低降压速度为0.08 MPa/min;同时发现,在越接近油藏实际孔隙尺寸的多孔介质中,泡沫的存在时间越长,表明在实际油藏天然能量开发过程中,"泡沫油现象"将会长期存在。以上认识有效地指导了MPE-3油藏天然能量开发,对于类似稠油/超稠油油藏确定合理的开发操作策略,实现经济高效开发具有重要指导意义。