饱和冻结粉土在常应变速率下的单轴抗压强度

Uniaxial compressive strength tests were conducted on the saturated frozen Lanzhou silt (loess) at various constant strain rates and at various constant temperatures. It is concluded from the test results that: the compressive strength (σ f) is very sensitive to temperature (θ) and increases with the temperature decreasing as a power law. Compressive strength is sensitive to strain rate () and increases with strain rates increasing within a certain range of strain rates as a power law. Compressive strength decreases when time to failure (tf) increases, also following a power law. Finally, Compressive strength of frozen silt with higher dry density (γd) is higher than that of frozen silt with lower dry density. The difference between them is mainly influenced by strain rate.     

前陆冲断构造带地应力响应特征及其对油气分布的影响

我国中西部地区前陆盆地山前逆冲构造带挤压应力异常强烈.强烈的构造应力不仅改变了储层的性质, 而且还直接控制着油气的聚集和分布.研究发现, 泥岩对地应力的响应十分灵敏, 通过泥岩的测井响应可建立对地应力进行定量评价的方法, 计算结果与实验结果进行了对比, 表明该方法具有较好的可靠性.在对单井地应力分析的基础上, 确定了地应力的分布, 研究了地应力对储层物性的影响, 并分析了地应力与构造样式的关系, 为前陆盆地山前构造带的油气勘探与评价提供了新的思路与方法.      

软质岩承载力特征值确定方法的探讨

通过对确定软质岩承载力特征值的四种方法即理论计算、抗压强度试验、现场岩基载荷试验和旁压试验的结果的对比与探讨,探讨确定软质岩承载力特征值的合理有效的方法.     

抗高温水泥浆体系研究及应用

基于塔河外围区块深井、超深井对水泥浆基本性能要求,考虑高温高压对浆体性能影响,通过分析抗高温材料的作用机理,优选出适合高温水泥浆体系的外加剂,将缓凝剂、降失水剂、液硅等抗高温材料按需求配比,研究不同密度抗高温（≥120 ℃）水泥浆体系,测定其常规性能。该水泥浆体系流动性好、API失水量＜50 mL/30 min、防窜系数SPN值＜1,水泥石高温稳定性好、抗压强度高等,均满足高温高压井下施工要求。该抗高温水泥浆体系在顺北评1H、顺北7、中探1井应用效果良好,优良率高。     

石灰及其外加剂固化天津滨海软土的试验研究

天津滨海软土力学性质较差,不能直接满足工程需要,在软土中加入固化剂能有效提高软土的工程力学性能,但若在固化剂中再添加适量外加剂,又能再次提高固化土的强度。本文以石灰作为主剂,水泥、石膏作为辅剂改良天津滨海软土,以无侧限抗压强度作为固化效果判断标准,同时进行相应的微观结构测试,并对破坏后的试样进行抗压试验。试验结果表明:水泥的最佳掺量仅随石灰掺量不同而变化,如12%的石灰固化土中,水泥掺量不超过3%可以最好地提高石灰固化土强度; 石膏则不能改善土体强度,并且会使土体水稳定性差,遇水开裂。纯石灰固化土及掺外加剂的石灰固化土都是低压缩性土,各种力学性质都得到明显提高,其破坏形式为脆性破坏,破坏后强度很低且不能恢复,在实践中值得重视。微观结构分析表明:固化土中有CSH网状胶凝(水化硅酸钙)、针状钙矾石、无定形文石(CaCO3)、Ca(OH)2晶体等能够填充孔隙、胶结颗粒的物质生成,有效、适量的生成物有利于固化土强度的提高。土体中总孔隙个数及总颗粒个数都随荷载的增加而增多,孔隙面积、孔隙等效直径及颗粒等效直径都随荷载的增加而减少。     

离子侵蚀下注浆结石体劣化机理分析

针对水泥-水玻璃注浆结石体（C-S结石体）在离子侵蚀环境下劣化机理研究较少之问题,通过无侧限抗压强度试验,分析了C-S结石体在3种不同浓度的硫酸盐、氯盐及二者混合液侵蚀后,不同龄期条件下的宏观力学性能变化规律;采用SEM、EDS和XRD相结合的方法观察C-S结石体细观结构及化学成分变化,揭示C-S结石体离子侵蚀损伤机理。研究结果表明：（1）侵蚀时间少于28 d时,离子溶液对C-S结石体强度增长并未产生明显影响;（2）侵蚀时间28 d到90 d时,高浓度离子溶液中C-S结石体劣化显著,${\rm{ SO}}_4^{2-} $离子溶液浓度20 g/L时,C-S结石体90 d强度值仅为28 d强度值的2.43%;（3）C-S结石体受离子侵蚀后,Ca2+离子析出,破坏了内部的溶解动态平衡,导致其内部发生改变,无侧限抗压强度大幅度折减;（4）C-S结石体受离子侵蚀影响主要以${\rm{ SO}}_4^{2-} $侵蚀为主,相同离子浓度侵蚀损伤程度为：${\rm{ SO}}_4^{2-}$>${\rm{ SO}}_4^{2-} $ & ${\rm{Cl}}^- $混合液>${\rm{Cl}}^- $>清水。研究结果可为海水倒灌、地下水污染等具有离子侵蚀环境条件下的注浆结石体劣化防治提供参考依据。     

冻融作用下三类纤维加筋固化土的抗压抗拉性能

合成纤维、矿物纤维和植物纤维加筋土,增强了土的强度和抗变形性能。开展冻融作用下的无侧限抗压试验和劈裂抗拉试验,研究聚丙烯纤维、玄武岩纤维和棕榈纤维加筋石灰固化土的抗压和抗拉性能随冻融次数的变化规律。结果表明：未冻融和冻融环境下,聚丙烯纤维加筋固化土、玄武岩纤维加筋固化土和棕榈纤维加筋固化土的最优质量加筋率分别为0.2%、0.2%和0.4%。随冻融次数增加,三类纤维加筋固化土的抗压强度和抗拉强度均呈阶段性下降,纤维加筋固化土的破坏应变均大于石灰固化土。冻融作用下,聚丙烯纤维加筋固化土的抗压强度、抗拉强度和抗变形性能均优于另两类加筋固化土。纤维与土颗粒间的界面作用力和纤维对土的空间约束作用,增强了土的冻融耐久性。对比三类纤维加筋固化土的试验结果,聚丙烯纤维加筋固化土的抗冻融性能最优。     

模糊数学在数字测井解释岩石强度中的应用

目前岩石相对硬度分六个等级,在实际工作中,可不考虑某一岩石的抗压强度的准确性,只需求出它隶属于某一级硬度的可靠程度即可,为此提出模糊模式识别方法解决这类问题:首先确定与岩石抗压强度相关的3个数字测井参数——强度指数、杨氏模量、密度参与计算,然后分配相应权重,构建与硬度级别相对应的6个模糊子集,最后建立判别岩石硬度分级的6个隶属函数作为模糊模式识别岩石硬度等级。判别原则:将任一深度的强度指数、杨氏模量、密度3个数据加权求和,将其值作为判别对象依次代入6个模糊模式得到6个计算值,按照最大隶属原则,确定其相对的硬度级别,该值越接近1,则其隶属于那个硬度级别的程度就越大。     

A comparative study of ANN and Neuro-fuzzy for the prediction of dynamic constant of rockmass

Physico-mechanical properties of rocks have great significance in all operational parts in mining activities, from exploration to final dispatch of material. Compressional wave velocity (p-wave velocity) and anisotropic behaviour of rocks are two such properties which help to understand the rock response under varying stress conditions. They also influence the breakage mechanism of rock. There are different methods to determine thep-wave velocity and anisotropyin situ and in the laboratory. These methods are cumbersome and time consuming. Fuzzy set theory, Fuzzy logic and Neural Networks techniques seem very well suited for typical geotechnical problems. In conjunction with statistics and conventional mathematical methods, hybrid methods can be developed that may prove to be a step forward in modeling geotechnical problems. Here, we have developed and compared two different models, Neuro-fuzzy systems (combination of fuzzy and artificial neural network systems) and Artificial neural network systems, for the prediction of compressional wave velocity.     

砂岩试验强度与强度准则预测结果对比分析

对山西大同煤峪口矿巷道砂岩进行了巴西劈裂、单轴和常规三轴试验,分析了其变形和强度特性,以整体平方根误差最小为依据拟合确定了5种强度准则参数,比较各准则的整体拟合效果以及抗拉强度和抗压强度预测值与试验值之间的差异。结果表明：砂岩单轴和低围压下的脆性特征显著,随着围压增大屈服段明显增加,逐渐由脆性向延性转变;对试验数据的整体拟合效果,Mohr-Coulomb准则最不理想,指数强度准则最好,Hoek-Brown准则和Bieniawski准则相接近;对抗拉强度的预测,Mohr-Coulomb准则明显高估了砂岩的抗拉强度,不适合预测抗拉强度,指数强度准则最为理想,Bieniawski准则不能反映岩石抗拉特性;单轴和不同围压下砂岩强度,直线型Mohr-Coulomb准则偏离了大多数试验数据点,特别是高围压下偏离显著结果失真,Hoek-Brown准则和Bieniawski准则预测结果几乎一致,Sheorey准则高围压下预测结果稍有偏高,指数强度准则接近大多数试验数据,预测效果最佳。