固化淤泥压缩特性的试验研究

淤泥固化技术在国内已经进入到工程应用阶段,明确固化淤泥的压缩特性对于指导淤泥固化工程的设计具有重要意义。通过单因素试验方案对不同初始含水率、不同水泥添加量、不同养护龄期的固化淤泥的压缩特性进行了研究。结果发现,固化淤泥压缩特性的最大特点是存在固结屈服应力,当荷载小于固结屈服应力时固化淤泥的压缩性非常小,而固化淤泥屈服之后的压缩性是屈服前压缩性的20倍以上,并且远大于未处理淤泥的压缩特性。淤泥本身是高压缩性的土,固化处理以后变为中等压缩性和低压缩性的土体。固化淤泥的固结屈服应力随水泥量增加线性增大,龄期越长、含水率越低固结屈服应力越大。固化淤泥的这种在固结屈服应力处发生突变的压缩特性和天然沉积结构性土类似,可以用双对数压缩模式来表示固化淤泥的这种压缩特性。     

坚硬致密弱研磨性地层孕镶金刚石钻头性能优化

基于金刚石钻头在坚硬致密弱研磨性地层钻进时易出现进尺效率低的现象,将SiC磨粒作为胎体耐磨损性弱化颗粒添加至胎体中,采用室内钻进及正交试验设计法从金刚石粒度、金刚石浓度、胎体耐磨损性弱化颗粒浓度、胎体硬度4方面对钻头性能进行优化,并探讨了钻进工艺参数对钻进效率的影响。结果表明：将适当材质的胎体耐磨损性弱化颗粒添加至钻头胎体中,能够有效提高钻头的钻进效率,避免钻头打滑的现象;胎体硬度HRC 25,金刚石粒度40/50目、金刚石体积分数55%,胎体弱化颗粒体积分数30%是本次试验最优的设计方案;在相同主轴转速条件下,轴向压力不宜超过3.5 MPa,在相同轴向压力的条件下,其主轴转速以750~850 r/min为宜。     

山西省兴县赵家焉铝土矿硫分布特征及成矿环境研究

硫含量对氧化铝工业生产有直接影响,以往的山西省铝土矿床多为低硫矿床.赵家焉铝土矿是近年新获的大型铝土矿床,铝土矿矿床整体上属高硫型矿床.在赵家焉铝土矿详查-勘探阶段基本分析中增加了S元素,试验分析表明区内铝土矿岩石组合同时存在A、B两个成矿序列,且与硫含量分布有着直接关系.通过对铝土矿中K、Na含量比分析和S分布特征与沉积环境分析,认为赵家焉铝土矿的成矿环境属于滨海泻湖-还原相沉积环境,山西式铁矿是深部黄铁矿近地表处后期改造的产物.     

东昆仑查干尕诺地区中三叠世中酸性侵入岩地球化学特征及地质意义

查干尕诺地区位于东昆仑西段祁漫塔格中东部,该区中酸性侵入岩主要岩性为花岗闪长岩和二长花岗岩,侵入于白沙河组中,且从花岗闪长岩到二长花岗岩,岩石中SiO2(65.22%~72.42%)含量逐渐增高,Al2O3(14.90%~16.79%)、CaO(1.97%~4.20%)和MgO(0.61%~2.00%)逐渐降低;里特曼指数介于1.41~2.02,K2O+Na2O全碱含量为5.04%~8.8%,属高钾钙碱性系列;稀土总量中等(∑REE=69.78×10-6~148.9×10-6),稀土元素标准化曲线右倾,为轻稀土富集型,基本无Eu异常;岩石中Rb、Th等强烈富集,Nb、Zr、Ce、Ta、Hf等富集一般,Y弱亏损。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,其形成年龄为(246.8±1.7)Ma,时代为中三叠世。以上特征表明,本区的中酸性侵入岩属I型花岗岩,结合区域地质特征,该期花岗岩类含大量暗色微粒包体,具有明显的岩浆混合的证据。说明中三叠世该区构造处于洋壳俯冲结束-碰撞开始的转变期。该套侵入岩的发现对东昆仑西段祁漫塔格地区的构造岩浆带研究及发展演化史研究具有重要意义。     

养护温度对水泥固化淤泥强度影响试验研究

采用水泥固化海泥（CSMC）作为围海垦地填料正在被广泛关注。由于水化放热,当环境温度较高时大体积填筑的CSMC内部实际养护温度可能明显高于室内标准养护温度（≈ 20 ℃）,这必然会对CSMC的强度发展产生影响,但目前工程实践中并未考虑这一温度差异的影响。因此,基于室内试验,测试了不同配合比CSMC试样在不同养护温度下的强度发展过程,并重点探讨了养护温度对CSMC强度发展的影响规律及其内在机制。结果表明：养护温度对CSMC强度发展影响显著,高的养护温度不仅会显著提高CSMC的早期强度,而且会比较明显地提高CSMC的晚期强度,这就意味着在CSMC垦地工程实践中考虑养护温度的影响是十分必要的。鉴于此,文中最后给出了如何在CSMC垦地工程实践中考虑养护温度对强度发展影响的建议和设计流程。     

两种高庙子钠基膨润土膨胀特性比较研究

对两种高庙子钠基膨润土（简称GMZ001和GMZ07）在不同初始干密度下进行膨胀力试验、常压力下的膨胀变形试验以及压缩试验。试验结果表明,GMZ001的膨胀能力要比GMZ07的大,并且GMZ001比GMZ07更难压实。对饱和后两种膨润土进行压汞试验和扫描电子显微镜测试后发现,在相同孔隙比下,GMZ07集聚体间孔隙较多,并且GMZ001集聚体的水化程度大于GMZ07。结合土工和微观试验的结果,认为导致两者力学性能差异的主要原因是由于颗粒粒径大小的差异以及蒙脱石含量的不同。最后利用蒙脱石孔隙比的概念对两种膨润土的浸水膨胀试验结果进行归一化,并对膨润土的膨胀特性进行了预测。     

不等长工作面台阶区域覆岩运动诱冲机制及防治

针对阳城煤矿不等长工作面台阶区域发生冲击地压灾害问题,基于工作面特殊布置方式及覆岩赋存特征,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法,分析了台阶区域覆岩结构运动特征和围岩应力演化规律,研究了台阶区域冲击地压诱发机制。研究结果表明：1304工作面台阶区域覆岩经历了“OX-S-C”型较为复杂的结构演变,覆岩空间结构由OX向S型转换时,顶板岩层大面积破断下沉,在台阶区域形成多个悬臂梁结构,越往高位,悬臂梁长度越大;受覆岩运动和采动应力场叠加影响,煤岩体形成高应力集中区,在顶板岩层动载冲击作用下,煤岩体弹性应变能突然释放,诱发冲击地压。采用COMSOL软件对不同卸压钻孔参数下煤体应变能分布特征进行模拟研究,优化了台阶区域卸压钻孔参数。根据模拟结果,随着钻孔孔径、孔深增大及间距减小钻孔卸压效果越明显,考虑工程实际,确定孔径为150 mm、孔深为30 m、间距为1 m为合理有效的卸压钻孔参数,并应用于1302工作面台阶区域的冲击地压防治,取得了较好的防冲效果。     

鄂西宜昌地区埃迪卡拉系陡山沱组页岩沉积环境及其页岩气地质意义

基于鄂西宜昌黄陵隆起周缘不同古地理部位埃迪卡拉系陡山沱组剖面的野外调查,岩石矿物和碳同位素样品的成分分析,页岩地球化学分析和物性实验结果,系统研究宜昌地区埃迪卡拉系陡山沱组二段页岩地层格架与分布、形成环境、地球化学和页岩气储集层特征.结果表明峡东宜昌地区在埃迪卡拉系陡山沱组二段下部页岩沉积于氧化环境,而中上部黑色页岩沉积形成于还原环境,碳酸盐是甲烷泄漏的结果.陡山沱组二段暗色泥页岩地层厚度超过50 m,有机碳含量(TOC)普遍大于1%,局部地区超过2%,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ 1型为主,成熟度(Ro)变化于1.58% ~ 2.38%之间,平均1.98%;矿物成分主要为碎屑矿物.与美国和中国页岩气主产区的页岩指标相比较,宜昌地区陡山沱组二段泥页岩具有形成页岩气良好地质条件.     

湘中地区邵阳凹陷二叠系页岩储集物性特征研究

基于全岩、粘土矿物X射线衍射、低温氮气吸附实验等手段,结合有机地球化学等参数对邵阳凹陷二叠系页岩储层物性特征进行了深入的研究,并探讨了页岩储集物性的控制因素.分析结果表明:1)页岩矿物成分中普遍具较高的脆性矿物含量,这能提高页岩孔隙度,并有利于储层开发过程中的压裂,然而相对低的粘土矿物含量可能会降低页岩储层吸附性;2)页岩孔隙大小以微孔、中孔为主,两者贡献了绝大部分的比表面积、总孔体积,仅存在的少量大孔对于比表面积与总孔体积的影响较小.孔隙形态普遍为具平行板壁的狭缝形,且开放性良好.3)有机碳含量与粘土矿物含量是页岩比表面积、总孔体积的主要控制因素,平均孔径的分布特征与比表面积、总孔体积之间呈现一定反相关性,即越小平均孔径的页岩,能够提供的比表面积与总孔体积越大.热演化程度对于页岩孔隙发育的影响具正反两面性,在相关性分析并没有发现它们之间具明显的规律性.     

冀东柳赞地区油气成藏中断层的作用

冀东油田柳赞地区断裂构造发育,在面积约为40km2范围内;发育着30多条断层,而这些断裂是什么时期产生的,它们在油气聚集成藏中起着什么作用,是先有油气聚集、后有断裂,还是先有断裂后才发生油气聚集。这些问题不仅是油气成藏过程研究的焦点,而且还直接影响到对该地区的评价和有利油气聚集带的确定。本文通过研究发现,本区断裂的形成和分布主要受柏各庄、溯河、高柳三条边界断裂活动的控制,并且断裂的产生是有次序的,不同时期形成的断层对油气藏的形成具有不同的作用。