月壤及模拟月壤微观结构的研究

为了对比研究月壤与模拟月壤的微观结构,介绍了月壤的形成作用过程和5种基本颗粒类型;通过真实月壤照片,对月壤微观结构进行了分析;利用火山灰为模拟月壤主体材料,对其成分进行了检测;对模拟月壤的火山灰颗粒进行了显微图像分析试验。结果表明,月壤存在胶结物微观颗粒,胶结物颗粒具有分支的组织形态和封闭的气泡,并且有金属铁珠存在;火山灰所含的主要成分及含量与月壤相似,经过粉碎的火山灰试样棱角较为明显,其纵横比峰值略小,稍显长条状,但与月壤比较相近,而复杂度因子则略有欠缺,说明颗粒还不够粗糙和多棱     

胶结钙质土的室内试验研究进展

天然胶结钙质土是广泛分布于热带及亚热带海洋中由生物碎屑经碳酸钙胶结或固结而形成的碳酸盐岩类。其独特的工程性质常常给岩土工程设计与施工带来麻烦,也正因此引起了研究者的兴趣并对其开展了较为全面的试验研究工作。针对天然胶结钙质土、人工胶结钙质土的室内试验以及人工胶结钙质土试样的制备等3方面取得的研究进展进行总结回顾,汇总了胶结钙质土的基本应力-应变行为以及围压、初始密度及胶结度等主要参数的影响规律,指出了研究中尚存在的问题,并对胶结钙质土的进一步的研究工作进行了展望。该工作必将对此领域的研究具有借鉴和指导意义。     

循环荷载下人工结构性土变形与强度特性试验研究

针对长期动载作用下天然沉积结构性黏土地基强度和刚度循环软化问题,分别以水泥和食糖为模拟粒间胶结和大孔隙的材料,制备了不同胶结强度和初始孔隙比的人工结构性土,开展了人工结构性土与相应重塑土的动三轴试验,分析了土体胶结强度、初始孔隙比、围压和动应力幅值对累积变形和动强度的影响规律。试验结果表明：累积应变-振动次数曲线以临界循环应力为界分为：塑性安定型、临界型和破坏型;临界循环应力随胶结强度增大、初始孔隙比减小而增大;土体胶结强度越高,脆性破坏越明显,累积应变曲线转折点对应的应变越小。动强度的应变破坏标准采用转折点应变值更符合土性变化规律;动强度随胶结强度增大、初始孔隙比减小而增大;动黏聚力cd随破坏振次增大而降低,而动内摩擦角?d基本不变。试验结果可为软弱土地基动力灾变控制提供有益参考。     

砂岩储层石英胶结物的SiO_2来源研究综述

石英胶结作用是导致砂岩储层致密的重要原因之一,目前关于石英胶结物SiO_2内部或外部来源尚无定论。关于石英胶结物SiO_2来源问题的研究较薄弱,尤其对非晶质SiO_2溶解来源和SiO_2外部来源的研究重视不足。本文在前人研究成果的基础上,重点探讨了致密砂岩储层中石英胶结物形成的成岩作用时间及SiO_2的物质来源,并研究了其贡献量的大小。结果表明:(1)长石的溶解与转化、蒙脱石的伊利石化和绿泥石化作用、压溶作用与缝合线的发育,以及非晶质SiO_2的溶解作用,是砂岩储层中石英胶结物发育的重要内部SiO_2来源。石英胶结物的外部来源则包括岩石邻近的砂体,也包括深部埋藏砂岩、深部埋藏泥岩、花岗岩侵入体、基岩等来源的大规模运移。(2)长石的溶解、蒙脱石的伊利石化和绿泥石化作用、压溶作用与缝合线的发育,主要在早成岩-中成岩时期为砂岩储层提供SiO_2来源,而钾长石向高岭石和伊利石的转化、钠长石化作用主要为中成岩-晚成岩时期石英胶结物的主要SiO_2来源。此外,非晶质SiO_2的溶解和外部来源提供的SiO_2推测应该可以发生在整个沉积成岩时期,且需要进一步研究工作验证。     

块石含量及形状对胶结土石混合体力学性能影响的大型三轴试验

胶结土石混合体在自然界中分布广泛,为了揭示块石含量和块石形状对其力学特性的影响,开展了一系列室内大三轴试验研究。首先,通过掺有一定量水泥的土石混合体试样与未掺水泥的试样进行对比,以论证土石混合体有必要进一步划分为胶结土石混合体和无胶结土石混合体。然后,针对胶结土石混合体设计并进行了不同块石含量和块石形状的对比试验。最后,对胶结土石混合体力学特性的块石含量和块石形状效应进行了分析探讨。结果表明:水泥掺入比为3%的土石混合体试样较未掺水泥的试样强度和模量均有大幅提高,有明显的应变软化和局部化剪切带;在给定条件下,胶结土石混合体的峰值强度和脆性指数均随含石量的增加而减小;当含石量为40%时,块石为碎石的胶结土石混合体试样与块石为卵石的试样相比峰值强度略低,而残余强度略高;而当含石量为70%时,无论是峰值强度还是残余强度,块石为碎石的试样均比块石为卵石的试样大,围压较大时尤为明显。     

大应变条件海水浸蚀下人工胶结土动力特性研究

随着海洋经济的发展,越来越多的近海设施出现,却对结构基础的耐久性提出了严峻的要求。本文将研究人工胶结土在海洋环境下长期动力特性的演化。本研究将利用动三轴试验获得不同浸蚀时间对人工胶结土的动剪切模量和阻尼比的影响。研究结果显示在海洋环境下,人工胶结土的水化反应受到严重的影响,动剪切模量比正常水环境下明显减小,而阻尼比比正常水环境下明显增大;试验还发现盐的结晶效应非常明显,尤其在干湿交替环境下,可能会对胶结作用形成破坏;在对饱和水泥土的动三轴试验发现随着浸蚀时间的增长,水泥土的抵抗液化的能力增强。结论显示水泥土改良软弱地基的能力强,也为工程设计提供参考。     

新近系松散-半胶结砂砾石含水层的注浆改造试验及效果

矿井斜井开拓安全通过新近系砂砾石含水层是一个普遍的难题,为给斜井地面预注浆或帷幕注浆法过砾石层提供依据,新矿集团在内蒙古自治区上海庙西矿区黑梁煤矿主副斜井附近对总厚20—30m的新近系砾石层（夹砂质粘土层）进行了专门注浆试验及抽水、取心等对比验证工作。结果表明。松散一半胶结砾石层虽然在超过1MPa的注浆压力“阀值”后具有一定的可注性,但浆液扩散范围小于2-3m,而且扩散方式不规则、不可控、形不成可靠的浆液扩散加固圈,对砾石层的含、导水性未发现有改善效果。通过本次试验,较好地掌握了松散一半胶结砾石层注浆性能,获得了有关注浆参数和经验,对类似地层的注浆改造和井巷工程的安全施工具有指导意义。     

MTA固井技术在煤层气井中应用的实验研究

MTA固井技术在油气田中的运用已经取得了显著效果,能够提高二界面的抗剪切强度以及抵抗地层水对二界面的冲蚀。通过室内实验,对MTA固井技术在煤层气井中的运用进行探索。实验结果表明,MTA技术在煤层气井的固井模拟实验中,也能够有效的提高二界面的抗剪切强度,实现二界面的整体固化胶结,抵抗地层水对煤层气二界面的冲蚀,这些特点对于提高煤层气井的产能具有重要意义。作为一种施工简捷、效果显著的固井技术,MTA固井方法在煤层气井中的应用前景是极为广阔的。     

受酸腐蚀砂岩的物理力学性质探讨

考虑化学作用的岩土力学性质研究及其稳定性问题已成为国内外学者关注的焦点。采用酸性环境下的加速试验,研究了钙质胶结砂岩受酸腐蚀后在不同时段单轴压缩应力作用下表现出来力学特性,揭示了砂岩腐蚀过程和受酸腐蚀机制,其目的是为酸雨环境下,研究岩体的物理力学性质提供可以借鉴的思路和方法。     

巴丹吉林沙漠地区钙质胶结层的发现及其古气候意义

前人的考察研究表明,位于阿拉善高原西部的巴丹吉林沙漠是我国的第三大沙漠,面积近50000kin’。该沙漠的突出特征是高大沙山密集分布,200～300m高的抄丘常见,个别沙山可达500m。整个沙漠地区以流动沙丘为主,沙丘上出现稀疏的喜砂植物。高大沙丘之间有封闭的小湖泊,特别在沙漠的东南部地区湖泊集中分布。但从地理位置来讲,本地区离东南季风的北缘较近,又处于全球西风环流的纬度上。为什么这里的沙丘如此高大,沙漠中的湖泊形成的原因是什么？这样一个流动沙丘密集的沙漠在第四纪曾经历了哪些变化？为了进一步摸清该沙漠的自然地理特征,探索中亚干旱地区对全球变化的响应等问题,朱震达、JuergenHocverma