孔隙溶液对粉质黏土界限含水率的影响

针对桂林地区的粉质黏土,运用液、塑限联合测定法探讨了不同孔隙溶液作用下土体的界限含水率,并利用扫描电镜（SEM）技术从微观层面分析了水化学环境变异下土体的水化学-力学耦合作用对结构特性造成的影响。试验结果表明,随着孔隙溶液浓度的增大,粉质黏土的界限含水率均减小,且在相同浓度下同价阳离子半径较小的水溶液使得粉质黏土界限含水率下降的较为明显,随着阳离子价位的增高,其下降的幅度更大;该现象的产生主要是由于离子浓度及离子价位的增大,使得扩散双电层的厚度减小,而双电层对于土体界限含水率存在直接的控制作用。除此以外,通过探测土体的微观结构发现,水化学-力学耦合作用使得粉质黏土颗粒间发生絮凝作用,致使土粒形成粒团,土颗粒间孔隙增大,架空孔隙变多。     

呼伦贝尔沙地末次冰盛期晚期至全新世风成沙表面矿物特征及环境意义

运用扫描电镜与能谱分析,研究呼伦贝尔沙地末次冰盛期晚期以来全样风成沙的微区形态和粘土矿物成分。呼伦贝尔沙地的沙粒磨圆度较好,在扫描电镜观察下保存了水成沙粒的特征,意味着沙地物源曾经流水作用到达该区域。颗粒表面同时留有风力搬运的碟型坑等撞击痕迹,为干枯河床沙丘活化、风力搬运流动扩张的过程提供证据。末次冰盛期晚期风成沙颗粒大且表面光滑洁净,未见次生粘土矿物,反映出冰期地表无植被发育,区域沙漠活化、流动性加强。而全新世适宜期的褐色沙质土壤砂粒表面同时发育鳞片状自生粘土矿物和同沉积粘土颗粒及团块。能谱分析表明：全新世适宜期,风化自生粘土矿物有蒙脱石和伊利石,在相对温湿气候条件下,发育干旱碱性土壤,反映出冰后期植被发育、土壤化作用增强。     

温度与动水压力作用下灰岩微观溶蚀的定性分析

通过扫描电镜和压汞试验,对不同温度和动水压力条件下,CO2水溶液溶蚀前后的灰岩微观结构进行研究,定性分析并探讨溶蚀作用的微观机制。首先,灰岩的溶蚀作用受岩性和结构控制,相同条件下微晶灰岩溶蚀速度和溶蚀量比鲕粒灰岩小;其次,温度和动水压力的影响较显著,动水压力高使得岩样表面的孔隙、裂隙增多并加深,析出的晶体大小悬殊,多为不规则的他形,温度升高会加剧溶蚀和结晶作用,使结晶体粗大且晶形完好。另外,灰岩在发生表面溶蚀的同时还发生孔隙结构特征改变,孔隙结构变得不均匀、不连续化,产生次生孔隙和次生矿物,受动水压力影响,灰岩的渗透性降低,结构面的连接会弱化。这些微观溶蚀特征也很好地记载了溶蚀作用过程中的信息及其结果。     

太原湿陷性黄土微观结构沿剖面变化特征研究

本研究对山西太原某地不同深度单线法室内自重湿陷后黄土样,通过压汞与扫描电镜观测相结合分析,描述了黄土颗粒、孔隙的形态特征并揭示其随深度的变化规律。得出如下结论：(1)黄土颗粒受风化等作用影响,随深度有细化的趋势。(2)不同深度孔隙稳定性与颗粒形态、颗粒间胶结状态等多因素相关。(3)将孔隙划分为大(>20μm)、中(5～20μm)、小(0.1～5μm)、微(<0.1μm)4种尺寸类型。大孔隙不稳定,随深度增加而减少,而微孔隙基本不受土层深度的影响。(4)中、小孔隙范围内,包括不同大小能承受一定荷载的亚稳定孔隙。在一定深度范围内,该孔隙随深度增加由大到小逐级被破坏、转化为更小的孔隙。该范围土层黄土依旧处于亚稳态结构,具有湿陷性。(5)深度增加至土体自重超过最后一级亚稳孔隙的强度界限时,小孔隙被压缩破坏,黄土结构趋于稳定,此深度以下黄土基本丧失湿陷性能。     

西部弱胶结软岩细观结构及水理特性试验

为准确掌握西部弱胶结软岩的水理特性，对采自陕北矿区的红砂岩进行水理及力学特性试验，并基于电镜（SEM）扫描图像分析细观结构特性，建立岩石细观结构与其宏观水理特性间的联系。试验表明:红砂岩具有明显的饱水软化和吸水膨胀特性，其软化系数为0.64；无压力水侵蚀和干湿循环作用下饱水红砂岩性能将进一步劣化，宏观上表现为强度和弹性模量的减小和质量损失率的增大；细观上，红砂岩颗粒间的联系比较松散，具有明显的弱胶结结构特征。总体来说，亲水矿物溶解与弱胶结结构破坏的耦合作用，导致红砂岩特殊的宏观水理特性。研究结果可为类似地区软岩夹层工程治理提供借鉴。      

土壤粒度组成分析方法对比

土壤粒度组成测定有多种方法,每种方法的原理不同,测得的结果存在显著差异。阐明不同方法测得粒组成存在差异的原因,选择恰当的方法或者建立不同测定方法之间的换算关系,对准确地确定土壤粒度组成具有重要意义。采用5种方法对5种土壤样品进行粒度测定,结果表明：吸管法测得平均粒径最小,且细颗粒含量较高;扫描电镜法测得平均粒径最大,且粗颗粒含量较高;除CaCO₃含量最高的土壤样品外,其他4种土壤样品用不同测定方法测得的粒度分布范围大致相同。吸管法与激光衍射法测得颗粒含量之间存在显著相关关系,扫描电镜法与筛析-激光衍射法的粗颗粒之间也存在显著相关关系。筛析-激光衍射法的测定结果适用于土壤风蚀研究,扫描电镜法适用于测定粒度分布范围较窄的土壤样品,激光衍射法适用于测定团聚体较少的土壤样品。     

功能组分对固化土早期强度的影响研究

根据红黏土的特点,为解决其固化土早期强度低、水稳定性差等问题,提出了使用膨胀组分、早强组分、减薄双电层结构组分、防水组分等功能组分来提高硫铝酸盐水泥固化土的早期强度。通过单掺试验,优选出了硬脂酸铝、三乙醇胺、Fe(NO_3)_3和石膏作为土壤固化材料的功能组分,并通过正交试验,确定了功能组分的最优配方。在该配方下,固化土的7d无侧限抗压强度达到了8.60 MPa。利用XRD、SEM等微观表征,对比分析了掺入功能组分前、后固化土的矿物组成以及微观形貌结构变化,结果表明:适量的功能组分掺入有利于高强、难溶具有膨胀性的矿物晶体生成,从而提高固化土早期强度,但功能组分掺量过高,由于矿物晶体过多膨胀作用以及憎水膜的阻碍作用,改变了固化土的联结方式,使其早期强度降低。     

内蒙古油砂固体颗粒的矿物组成和亲疏水性特征

油砂是一种重要的非常规油气资源,由沥青、固体颗粒(包括粗颗粒和细颗粒)和水组成,其开发利用的关键在于提高其中沥青的提取效率.溶剂提取技术因其沥青提取效率高、环境友好等优点被认为有望取代现有水基提取技术.在溶剂提取过程中,主要存在沥青中固体颗粒残留率高和尾矿中有机溶剂回收效率低的问题,这与固体颗粒的组成结构和表面性质密切...     

含水对页岩无机微观孔隙结构影响——以龙马溪露头页岩为例

采用水力压裂进行页岩开发时,页岩吸水能力较强,水与矿物之间的物理化学作用导致孔隙结构的变化。以龙马溪组露头页岩岩心为研究对象,采用平衡水分法、氮气吸附实验和扫描电镜观察,获取不同含水饱和度前后的孔径吸附曲线及原位孔隙结构图片。利用图像处理软件、SPSS软件分析无机微观孔隙的结构参数,分析结构参数在不同含水饱和度前后的均值、峰度、中位数变化趋势,以及矿物颗粒间特征长度变化。结果表明：水侵入页岩初期速度较快,后期侵入速度逐渐变慢,微观孔隙的结构参数与含水饱和度非线性相关;水对页岩微观孔隙结构存在两类相反的作用机制,新裂缝或孔隙的产生源于黏土矿物较强的脱水皱缩效应。水基压裂液中的水对微观孔隙结构的作用较为复杂,颗粒运移、矿物颗粒排列扭转对储层物性及地层结构稳定性产生负面影响。     

铁碎片与人体活组织之间的长期相互作用

一铁碎片被意外植入人体内,并在体内呆了16 a。该碎片经历了显著的形态和化学变化。铁碎片的表面呈现葡萄状或者鲕粒状。碎片转化为铁的氧化物和氢氧化物以及钙的磷酸盐(可能为磷灰石)。在碎片中确认出Fe、O、P、Ca、Cl、Na、K和Mg等元素。从边缘到核心,Fe含量增加,P和Ca含量减少。碎片从人身体内吸附了Ca、P、O、Cl、Na和K。研究表明,磷灰石或者其他钙的磷酸盐能够在人体里保持稳定达16 a。然而,钙的磷酸盐与铁的氧化物或者氢氧化物混合,可能还不足以坚固到与骨头结合。本研究也表明,铁或者含铁合金在人体内不够稳定。