关于岩石导热性野外测定方法的研究

导热系数是岩石重要的物理参数之一,其在地热能开发及岩土热工程应用中有着重要意义.目前的测试方法需要将岩样采回实验室进行表面加工,运输和加工过程会破坏岩石结构和影响含水率等,不仅测试工艺复杂,而且导致测试结果不准确.本研究提出一种现场获取岩石导热系数的新方法.利用导热耦合剂填充岩石表面与探头之间的接触面,减小测试过程中的接触热阻,辅助热物性测试仪器来开展野外导热系数测试工作.通过配制不同导热硅脂与不同铜粉掺量充分混合的导热耦合剂进行对比实验,确定导热耦合剂的最优配比.实验表明,导热耦合剂的涂抹能有效地减小探头与岩石表面的接触热阻,提高测试精度,且导热耦合剂本身对岩石的导热系数影响甚微.研究成果可为野外准确便捷地获得岩石导热系数提供参考.     

关于岩石坚固性系数的测定方法

岩石坚固性可视为岩石抵抗破坏的一种度量。本文介绍一些测定岩石坚固性系数的方法,诸如“点载荷法”、“捣碎法”以及“规则或不规则形状试样的试验”。论文最后对捣碎法的发展和应用进行了评述。     

岩石矿物中锆的测定方法研究

测定岩石类样品中的Zr含量,酸溶经常结果偏低,碱溶通常较难获得较低的检出限。本文选取了不同岩性的岩石类国家标准物质GBW07104、GBW07106、GBW07107、GBW07114、GBW07835、GBW07836、GBW07837作为实验样品,分别采用酸溶后复溶、Na2O2碱熔、赶硅后Na2CO3和Na2B4O7三种前处理方法,对电感耦合等离子体质谱仪进行参数优化后上机测定,结果表明:对样品赶硅后加入少量Na2CO3和Na2B4O7混合试剂高温熔融处理岩石样品后,锆的测量值准确度高,而且获得了最低的检出限,同时缩短了方法流程,操作快捷。该方法更适用于各类岩石样品锆的测定。     

砂岩型铀矿勘查样品中铀的野外快速测定方法研究

本文研究并建立了适合野外条件下快速测定砂岩型铀矿勘查试样中铀的分析方法———密闭酸溶试样、钒酸铵容量法测定铀。采用密闭增压酸溶样, 可使粒度小于0 25 mm的试样分解完全;小体积容量法提高了测定灵敏度。配合不同浓度的标准溶液可适应不同含量范围铀的测定。方法经标准物质和吐哈工区试样验证, 准确度和精度较高, 且操作简单, 适应性广, 具有实用和推广价值。     

基于DTS技术的菏泽地层导热性研究

为了确定山东省菏泽市某地区的地下热物性参数,本文基于线源热传导理论,将DTS技术与现场热响应试验（TRT）相结合,利用测温光缆对现场单U和双U地埋管加热（或冷却）过程的钻孔温度进行了分布式测定,对该地区每一地层的导热系数进行了计算。试验结果表明:利用DTS技术可在现场热响应试验中准确可靠地获得各个地层导热系数分布,评价各个地层的热交换能力;渗流对地层导热性具有显著的提高作用;双U管试验的测试结果比单U管试验所获得的结果更准确;受热量累积效应的影响,换能试验时间越长,所得到的导热系数越小,并逐渐趋于一稳定值。本研究成果可为地源热泵设计提供基本依据。     

利用测井资料获取松辽盆地深部热物性参数

盆地导热系数是研究盆地深部热结构的重要参数,通常通过获取深部岩心测试获得,但这种传统方法经常会受到经费、取样条件等限制,并且对于地热井来说,因受温度压力条件的影响,室内测试结果也不能代表岩石原位导热系数。本研究获取了松科2井三开3 289m至4 536m岩心实测导热系数和测井参数,分析了砂岩、泥岩、流纹岩导热系数与测井参数之间的关系,结果显示砂岩的测井参数孔隙度、波速与导热系数之间具有明显的相关性,泥岩和流纹岩的相关性并不高。在此基础上,本研究分析了松辽盆地温度、压力对导热系数的影响,认为温度效应造成松辽盆地松科2井三开导热系数与室内实测值偏小约30%;压力效应使盆地三开段导热系数相对室内测试值偏大约10%。本研究成果可以为我国盆地深部导热系数以及大地热流值的获取提供新的思路,尤其是对于一些具有测井数据但无法获取深部岩心的废弃井具有更大的意义。     

碱−热环境下MX80膨润土导热性能试验研究

以美国怀俄明州钠基（MX80）膨润土为研究对象,采用热探针法测定碱−热环境下MX80膨润土的导热系数,探讨了温度、碱液强度和干密度对试样导热系数λ的影响规律,并选择部分试样进行了X射线衍射（X-ray diffraction,简称XRD）和扫描电镜（scanning electron microscope,简称SEM）试验,揭示了碱−热环境下MX80膨润土导热性能演变的微观机制。试验结果表明：MX80膨润土的导热系数λ随碱液含量和干密度的递增而增大;在不同碱液含量条件下,膨润土的导热系数均随温度升高而增大,且碱液含量越高,导热系数的温度效应越显著;干密度较小时,膨润土导热系数λ随温度升高而增大的影响越明显,主要原因是温度促进了试样内部的水汽潜热传输;同一温度和干密度条件下,热传导系数λ随着碱液pH值的升高而降低6,且pH值越高,则λ降幅越明显,主要原因是强碱溶液腐蚀了膨润土的蒙脱石成分,减少了试样内石英含量,增大了膨润土试样的孔隙率,进而降低了膨润土导热系数,这与测试试样的XRD和SEM结果相吻合。     

西藏甲玛矿区岩石物性统计及应用

西藏甲玛矿区作为冈底斯东段斑岩型铜矿带内最重要的大型矿床之一,岩石种类众多,不同地层及侵入岩的物性特征复杂多样.以往岩石物性工作由于缺乏足够的重视,岩石测定的种类不够全面,对甲玛矿区的岩石物性特征缺乏系统性和完整性的认识.本次在以往岩石物性资料分析的基础上,通过对甲玛矿区较为典型的6 口钻孔岩心标本进行物性测定和统计分...     

岩土体综合导热系数影响因素研究

为缓解中国能源消耗与经济发展的矛盾,高效调整国家能源结构,开发利用绿色的地热能已是大势所趋。通过室内测试法和现场热响应试验,研究了不同岩土体的导热系数特征值及其影响因素。研究结果表明: 岩土体导热系数与天然含水率和孔隙率呈负相关,与天然重度和干燥重度呈正相关; 导热系数受干燥重度和孔隙率影响程度较大,受天然含水率和天然重度影响程度较小。通过比较不同加热功率和单、双U地埋管换热器的现场热响应试验测定的各类岩土体导热系数的差异可知,大功率(6 000 W)情况下岩土体综合导热系数比小功率(4 000 W)时大10%~30%; 在相同功率条件下,同一场地内双U地埋管换热器导热系数比单U地埋管大30%左右,使用双U地埋管换热器可有效减少成孔深度及个数。通过系统分析岩土体导热系数的影响因素,为地热能的勘查评价提供数据和理论支持,旨在促进区域地热能开发利用,为构建环境友好型社会服务。     

岩溶水文地球化学研究中pH值野外测定的必要性

岩溶水的pH值主要取决于水中碳酸体系的平衡移动。由于岩溶水文地球化学系统内部的CO2含量通常远高于大气中的CO2含量,水一旦离开原系统而与大气接触,原碳酸体系的平衡就遭到破坏,使得水的pH值迅速增高,直至与大气达到新的平衡为止。因此,根据室内测定的pH值计算的饱和指数明显高于该水样在野外测定的pH值计算的饱和指数,从而可能出现据野外pH值计算的水样是不饱和的、而根据室内pH值计算却是饱和或过饱和的相反结论。笔者通过热力学的理论分析及实例计算阐述了这些现象,并进而指出:在岩溶水文地球化学的研究中,必须在野外现场直接测定水的pH值。     

热导仪在宝石鉴定中的应用

导热仪是８０年代问世，专为鉴测金刚石的新型仪器。它具有精确性高、操作简单、携带方便的优点而倍受测试人员的青睐。但是目前这种仪器一般仅用作钻石鉴定，而未能物尽其用。作者根据矿物具有不同导热率的物理特性，提出导热议除了监测金刚石外，尚可扩展用于鉴测其它矿物类宝石的设想和具体方法，与宝石工作者进行探讨。     

岩质边坡相似材料导热系数的试验研究

基于相似材料配比的正交试验方案,制备了不同成分和配合比的相似材料试样,量测了各试样的导热系数值,研究了相似材料中含水率、胶结物及砂胶比等变化对导热系数量值的影响。研究结果表明:由于水和空气的导热系数差异较大,试样中含水率变化对导热系数量值的影响显著; 胶结物在试样中所占比例小,其成分因水化引起的孔隙率变化有限,胶结物成分和配比变化对导热系数量值的影响可以忽略; 受砂与胶结物之间的相互作用,胶结物成分和配比方案将改变砂胶比对导热系数量值的影响。当胶结物成分为石灰和石膏时,影响导热系数值的因素依次为含水率、砂胶比和胶结物,并随着砂胶比的增大,导热系数值在增加,但增幅逐渐减小; 当胶结物成分为水泥和石膏时,影响导热系数值的因素依次为含水率、胶结物和砂胶比,但随着砂胶比的增大,导热系数量值变化可以忽略。     

中国东南地区岩石热导率值的分析

测定我国东南地区７１２块岩石样品的热导率数据,计算了各类岩石的平均热导率值。该区中沉积岩的热导率值普遍高于华北地区同类岩石的热导率值。砂岩和泥岩的平均热导率值分别为３．４１±１．２２Ｗ／ｍ．Ｋ和３．５９±１．１９ｗ／ｍ．Ｋ,而且在区域上同类岩石的热导率值变化幅度很大。研究结果表明,这些岩石的热导率值主要受控于其矿物成分,特别是石英的含量。为了确保该地区实测热导率数据的可靠性,对部分样品进行了多种方法的检测,并在此基础上选送７块样品到美国地质调查所用稳态的分棒法进行检测,结果十分一致。在计算热流值时,根据该地区沉积岩的特点采用厚度加权平均热导率值,从而使我国东南地区的实测热流值具有较高的质量和可靠性。     

多孔矿物介质对有机相变材料导热性能的影响

通过对制备的基于膨胀多孔石墨和硅藻土两种多孔矿物介质与硬脂酸丁酯有机相变材料的相变蓄热复合材料,采用调制差示扫描量热方法(MDSC)测试复合材料的导热系数,并借助层状复合材料热传导模型分析多孔矿物介质内部结构特征对复合材料的导热性能的影响,其结果表明,采用膨胀多孔石墨制备的相变蓄热复合材料具有明显的层状结构,其压制方向的导热系数更接近层状复合材料热传导模型c轴方向导热系数预测结果;采用硅藻土制备的相变蓄热复合材料的导热系数符合层状复合材料热传导模型的a-b平面方向导热系数预测结果,说明该复合材料内部结构具有非常好的连通性。多孔矿物介质对相变材料导热系数的增强效果不仅受多孔矿物介质导热系数的影响,还会受到复合材料内部结构特征的明显影响,在热传导方向上形成连通性结构有利于增强效果,而形成与热传导方向垂直的层状结构则不利于导热系数的增强,即使多孔矿物介质具有很高的导热系数。     

利用超声模拟技术研究地质结构对地震动影响的初步成果

摘 要　 近十年来‚我们将超声模拟技术引入地震动研究领域‚综合研究震源位置、传播路 径及场地条件对地震地面运动的影响。重点报道了当场地地基中存在不可避开的断裂时地震 波传播的超声模拟结果‚以及双层地质结构地震反应的若干研究成果。     

含水层热量输运中自然热对流和水-岩热交换作用的研究

本文对含水层热量输运过程中存在的自然热对流和水-岩热交换作用进行了深入研究, 目的是为了弄清两种作用对热量输运的影响。首先针对普通水流方程和热量输运方程的局限性, 给出了能够描述这两种作用的新的数学方程, 并通过建立一个非线性三维含水层热量输运模型加以实现。然后利用上海第二承压含水层的群井储能试验资料, 根据不同的条件进行计算。计算结果与实测数据的对比分析表明, 自然热对流通常对含水层的热量输运有明显作用, 定量研究时不应忽略；水-岩热交换作用持续时间短, 对整个热量输运过程影响较小。     

引水隧洞工程中热应力对围岩表层稳定性的影响分析

岩石中的热应力作用,是岩石热学问题中的一个重要研究内容。热应力由温度变化造成,温度的周期性变化引起热应力的周期性变化,热应力周期性作用导致岩石的疲劳破坏。以雅砻江锦屏水电站深埋引水隧洞为例,分析隧洞围岩温度场的分布特征,根据热应力交变作用特点,提出岩石的疲劳破坏判据,并利用这个判据分析热应力作用下隧洞围岩表层的破坏特点。     

土壤离子电导率测量在乌花敖包地区找金研究中的应用及地质效果

研究区为乌花敖包金矿点及外围。该矿点出露１２条矿化带，但这些矿化带被第四系覆盖。它们是否连续，外围其他地方是否存在新的含金远景区是主要的研究问题。在该区选用一些测量简单、见效快的化探方法，如壤中ＣＯ２速测算法、野外泡塑金分析、土壤离子电导率测量等。测量结果发现土壤离子电率测量优于其他化探方法的特点：成本低、方法简单、地质效果明显。     

基于DPHP技术测量沉积物热导率的数据处理

双针热脉冲(DPHP)技术被用于原位测定海洋沉积物的热导率.数据处理过程直接决定从实测数据中提取热导率的精度与效率.根据实测数据,结合海上测量可能出现的问题,探讨了DPHP技术实测数据的处理方法,提出了一套数据预处理流程,并对2种热导率计算模型和计算方法进行了对比分析.研究表明,原始数据经过数据滤波、数据截取和背景场拟合剔除等预处理过程,得到的热脉冲温度响应曲线可用于热导率计算.计算热导率可采用K-B模型或者简化模型,后者具有降低运算量,减小误差积累的优点.热导率计算方法有极值法和拟合法,如果采样率足够高,极值法是首选方法.