压实高庙子膨润土抗拉强度各向异性

高放射性核废料深地质处置库中的缓冲层由膨润土块堆砌构成, 而块体由膨润土粉末压制而成, 其强度可能存在各向异性. 采用直接拉伸试验方法, 测得压实高庙子膨润土在不同条件下的抗拉强度, 探讨了干密度和含水率对抗拉强度各向异性的影响, 并进行了机理分析. 试验结果表明: 随着含水率的增加, 抗拉强度先增大后减小, 存在一个峰值; 抗拉强度随着干密度的增加而增大; 当拉力方向与制样压实力方向垂直时, 试样的抗拉强度大于拉力方向与压实力平行时的抗拉强度, 并且在同一含水率下, 抗拉强度各向异性的程度随干密度的增加而增大. 原因在于压实过程中蒙脱石层叠体排列趋于一个方向, 导致各向异性显著. 研究成果可为我国核废料处置库膨润土块体在运输和吊装过程中的抗拉强度特性提供参考数据.     

压实高庙子膨润土抗拉强度各向异性

高放射性核废料深地质处置库中的缓冲层由膨润土块堆砌构成, 而块体由膨润土粉末压制而成, 其强度可能存在各向异性. 采用直接拉伸试验方法, 测得压实高庙子膨润土在不同条件下的抗拉强度, 探讨了干密度和含水率对抗拉强度各向异性的影响, 并进行了机理分析. 试验结果表明: 随着含水率的增加, 抗拉强度先增大后减小, 存在一个峰值; 抗拉强度随着干密度的增加而增大; 当拉力方向与制样压实力方向垂直时, 试样的抗拉强度大于拉力方向与压实力平行时的抗拉强度, 并且在同一含水率下, 抗拉强度各向异性的程度随干密度的增加而增大. 原因在于压实过程中蒙脱石层叠体排列趋于一个方向, 导致各向异性显著. 研究成果可为我国核废料处置库膨润土块体在运输和吊装过程中的抗拉强度特性提供参考数据.     

温控高压实膨润土-砂混合物微观结构特征

针对两种温度下不同位置处的恒体积渗透土样,利用压汞法研究了膨润土-砂混合物微观结构随温度和吸力的变化规律.结果表明:混合物微观结构呈现明显的双峰结构,水化和温度改变均会对其微观结构产生影响.随着吸力的降低集合体间孔隙量有减小的趋势,而集合体内孔隙量变化有限,使得样品的平均孔径逐渐减小.温度升高使得水化对土样微观结构的影响加剧.     

无侧限高压实高庙子膨润土非饱和渗透特性

采用瞬时截面法试验研究了自由膨胀条件下高压实高庙子膨润土的非饱和渗透特性.结果表明,自由膨胀状态下,干密度为1.70 g.cm-3的高压实高庙子膨润土的非饱和渗透系数在1.0×10-12~1.0×10-15m.s-1之间变化,且主要集中在1.0×10-14m.s-1附近,达到饱和状态时渗透系数最大.与侧限条件相比,自由膨胀条件下的高压实高庙子膨润土的非饱和渗透系数大于侧限条件下的非饱和渗透系数,且渗透系数与吸力的变化趋势存在一定差异,这可能是由于不同侧限条件下其水化膨胀形式不同而造成的.     

压实高庙子膨润土抗拉强度时效性试验

通过试验研究了试样静置时间对不同干密度和含水率压实高庙子膨润土抗拉强度的影响. 在保持干密度和含水率不变的条件下, 将不同初始状态试样分别静置 0, 7, 15, 30, 90 d, 利用巴西试验测其抗拉强度, 并结合压汞试验进行分析. 试验结果表明: 随静置时间的增加压实高庙子膨润土的抗拉强度前期减小较多, 后期逐渐趋于稳定; 在同一含水率下, 静置时间对膨润土抗拉强度的影响程度随干密度的增大而减小. 静置时间对膨润土抗拉强度的影响如下: 在静置过程中, 由于土中水分子逐渐向蒙脱石层间移动, 蒙脱石晶层吸水逐渐展开、水化, 故颗粒间连接变弱, 使抗拉强度降低. 该成果为核废料处置库膨润土砌块的存放和在安装过程中其抗拉强度的变化范围提供参考数据.     

盐溶液饱和高庙子膨润土膨胀特性的时效性

考虑到缓冲材料膨润土块体从制作到浸水的时间很长, 需要分析膨润土膨胀特性的时效性. 以高庙子钠基膨润土为试验材料, 在保持试样干密度和含水率不变条件下, 分别静置 0, 7, 15, 30 和 90 d, 利用单向固结仪进行不同总溶解固体 (total dissolved solid, TDS) 浓度溶液饱和的膨胀力和膨胀变形试验, 同时完成部分试样的扫描电镜 (scanning electron microscope, SEM) 试验. 试验结果表明, 在相同初始状态下, 高庙子膨润土膨胀变形和膨胀力随静置时间增长不断减小, 且前期衰减明显, 后期趋于稳定; 相同静置时间下, TDS 浓度增加, 膨胀特性衰减的时效性减弱. SEM 测试结果表明: 随着静置时间增加, 膨润土发生水化分解, 聚集体间的孔隙趋于均质化; 相比于静置时间增长, TDS 浓度增加引起的聚集体间的孔隙变化更大, 这与膨胀力衰减率得出的结论相吻合, 即在低 TDS 浓度和较短静置时间的条件下, TDS 浓度相比于静置时间对膨胀力的衰减影响可能更为明显.     

水泥膨润土泥浆固结体渗透性与微观结构的关系

采用压汞试验测定了水泥-膨润土泥浆固结体的孔隙结构特征,通过室内渗透试验测定了固结体的渗透系数。在试验结果基础上,分析了水泥、膨润土用量及固结体微观孔隙特征参数与其渗透性之间的联系。研究结果表明：水泥-膨润土泥浆固结体的渗透性主要受其临界孔径的控制,临界孔径越小,抗渗性越好。其余孔隙结构特征参数与固结体的渗透特性关系不大。随着水泥、膨润土用量的增加,固结体的临界孔径会逐步减少,并且,水泥用量对临界孔径的影响比膨润土更显著。     

高庙子钙基膨润土的膨胀特性

对高庙子钙基膨润土进行了膨胀变形试验、膨胀力试验及湿陷试验, 研究了其膨胀特性及湿陷特性. 试验结果表明: 膨胀力随初始干密度的增加而增大, 且膨胀力的对数与初始干密度大致呈线性关系; 浸水引起的膨胀应变随着竖向应力、初始含水量的增大而减小, 且随着初始干密度的增加而增大; 膨胀速率随初始干密度的增加而增大,随竖向应力、初始含水量的增大而减小; 在相同竖向应力下, 3 种试验方法得到的浸水饱和稳定后的孔隙比大致相同, 在双对数坐标下, 孔隙比与竖向应力呈线性关系.     

高庙子膨润土和砂混合物膨胀变形特性及其预测

以高庙子钠基膨润土为试验材料, 利用单向固结仪进行一维浸水膨胀、浸水湿陷以及膨胀力试验, 分析了该膨润土在不同掺砂率下浸水膨胀和湿陷变形特性等问题, 并根据蒙脱石孔隙比的概念, 分析了饱和时的膨润土及其掺砂混和物的变形特性. 试验结果表明, 在低掺砂率下充分吸水膨胀湿陷或不变形时, 膨润土与砂混合物的蒙脱石孔隙比与垂直应力的关系在对数坐标系中是一条直线, 并且可据此预测膨润土及膨润土掺砂混和物在不同的干密度、掺砂率下吸水至饱和时的变形量及膨胀力. 分析砂骨架孔隙比对高掺砂率膨润土混合物的试验结果, 可预测形成砂骨架时的垂直应力值.     

低渗透储层微观结构特征研究

不同低渗透油藏的开发特征表现出的差异与岩石物性、复杂的孔隙结构密切相关。采取恒速压汞方法,讨论储层各微观参数与地层渗透率之间的相互影响。低渗透岩石具有独特的微观孔隙结构,喉道半径低,孔喉比大,喉道形状复杂是渗透率低的本质原因。     

毛竹与樟子松木材孔隙结构的比较

【目的】竹木材料孔隙结构特征是影响材料性能的重要因素。通过定量表征与直观观察相结合方式探索竹木材料内部孔隙结构特征。通过对比分析,建立竹木材料内部孔隙结构与组织构造的对应关系,分析竹木材料内部孔隙结构差异,研究孔隙结构对材料性能的影响。【方法】以毛竹和樟子松木材为试验材料,采用压汞法对材料的孔隙率、孔体积、孔径分布、比表面积等参数进行定量测试,分析材料的孔隙结构特征。采用扫描电镜对材料的组织结构(毛竹:导管、筛管、薄壁细胞和纹孔等部位。樟子松:管胞、射线薄壁细胞、纹孔等部位)进行观察,确定各组织结构所构成孔隙的孔径范围。【结果】孔隙率(毛竹47.58%、樟子松67.16%)及汞压入量(毛竹0.633 mL/g、樟子松1.596 mL/g)测试结果表明毛竹内部孔体积显著低于樟子松。总孔面积(毛竹82.04 m²/g、樟子松18.16 m²/g)及中孔孔径(毛竹33.8 nm、樟子松445.0 nm)对比结果表明毛竹中大部分孔隙集中在孔径较小区域(32.4 nm左右),而樟子松木材中孔隙孔径主要集中在226.7、7 082.3 nm左右,造成毛竹孔面积显著高于樟子松木材。结合扫描电镜观察结果可知,毛竹中孔径11.3～100 μm范围内孔隙主要对应导管、基本组织中的薄壁细胞及纤维细胞。而835.0 nm左右孔隙对应基本组织及纤维细胞上纹孔。樟子松木材中孔径20 μm左右孔隙对应樟子松木材管胞; 而7 082.3 nm左右孔隙则对应具缘纹孔的纹孔口和射线薄壁细胞。此外,毛竹和樟子松木材中孔径小于1 μm的孔隙结构(毛竹中32.4 nm左右,樟子松木材中226.7、749.9 nm左右)主要位于具缘纹孔塞缘及细胞壁上。【结论】采用压汞法和扫描电镜观察方法可以实现对毛竹及樟子松木材孔隙结构的表征分析,有助于分析竹木材料性能差异产生的原因。然而,在通过压汞测试材料孔隙结构参数时,受墨水瓶孔效应影响,部分孔径较大的孔隙被认为是小孔,影响测试结果的准确性。因此,后续研究应考虑竹木材料的孔隙形态,从而实现对竹木材料孔隙结构的全面准确表征。     

地铁荷载下软黏土微结构与宏观变形的相关性

针对地铁荷载下饱和软黏土的宏观变形,从微观试验出发,采取定量化的试验手段,以上海地区地铁行车荷载作用下的饱和软黏土为研究对象,将其宏观变形与各微观结构参数进行相关性分析.从振动前后各微观结构特征参数的变化出发,辅以电镜扫描分析,揭示了地铁行车荷载下隧道周围土体产生宏观变形的机理及发展趋势.为预测软土地区地铁运营引起的地基沉降提供了有益的参考.     

疏浚淤泥固化土宏微观孔隙结构特征及其对渗透性影响

采用压汞试验、渗透率试验和孔隙度试验等方法,研究疏浚淤泥固化土(DSSS)的孔隙度、微观孔隙结构特征、渗流特征及其相互关系.压汞试验结果显示,DSSS的孔隙体积频率分布曲线均为典型的双峰曲线,存在两个集中的孔喉半径区间:0.02~0.04μm和3~30μm.基于DSSS水化反应生成的致密水化产物和孔隙体积频率分布曲线,将DSSS的孔隙直径进行分组,微孔组和中孔组处于峰值区间,微孔组的最可几孔径随着初始密度和养护龄期的增加逐渐增大,中孔组的最可几孔径随着初始密度和养护龄期的增加逐渐减小.另外,孔隙度和渗透率试验结果显示,DSSS有效孔隙度随养护龄期逐渐减小主要发生在固化28d前,28d后DSSS有效孔隙度基本保持不变,而DSSS渗透系数仍在降低,在该阶段50%以上的中孔向小孔和微孔转化.因此,提出采用有效孔隙度作为表征DSSS的宏观孔隙特征参数,采用孔径和体积频率值作为表征微观孔隙特征参数,并采用毛细模型建立宏微观孔隙结构参数和渗透性之间的定量关系.     

不同设计参数道路混凝土耐磨性与微观结构

为研究道路混凝土微观结构与其耐磨性之间的相关性,基于道路混凝土路表砂浆层对其耐磨性的影响,提出以砂浆体积分数作为道路混凝土耐磨性设计参数,对不同砂浆体积分数和水灰比条件下的道路混凝土进行抗压强度和耐磨性试验,借助数字图像处理技术、压汞试验和扫描电镜研究了不同设计参数条件下的道路混凝土气孔结构、孔结构及微观形貌的变化规律,并对其微观结构与耐磨性之间的相关性进行了分析。研究结果表明:道路混凝土的抗压强度及耐磨性会随着砂浆体积分数增大而提高,而减小水灰比也可提高混凝土的抗压强度和耐磨性,且砂浆体积分数对耐磨性的影响更为显著;砂浆体积分数从0.52增大至0.58时,道路混凝土抗压强度提高23%,耐磨性增强50%;水灰比从0.46减小至0.40时,道路混凝土抗压强度提高21%,耐磨性增强41%;随着砂浆体积分数增大和水灰比减小,混凝土内部孔结构和气孔结构特征参数均逐渐减小,小于100 nm的孔占比增大,道路混凝土微观结构得到改善,混凝土内部结构趋于密实,有利于增强道路混凝土耐磨性;道路混凝土磨耗量与其气孔结构和孔结构相关性具有一定差异,其中磨耗量与平均气孔孔径相关性最强,与气孔间距系数相关性次之,与总气孔率相关性较弱;而磨耗量与50~100 nm的孔占比相关性最强,与各孔结构特征参数相关性次之,与大于200 nm的孔占比相关性较弱。     

水泥加固高含盐软土的强度和微观结构研究

通过高含盐水泥土室内无侧限抗压强度试验,研究了Mg2 ,Cl-,SO42-离子含量变化对高含盐水泥土强度的影响及其变化规律;利用X射线衍射和扫描电子显微技术,分析了不同离子含量下水泥土的微观结构特征及其与水泥土强度的内在联系.研究结果表明,水泥土强度与C—S—H及C—A—H总含量存在很好的线性相关性;高含盐软土中Mg2 ,Cl-,SO42-含量变化不仅引起水泥土微观结构的差异,而且高含量对水泥土强度有不同程度的负面影响,这应引起工程应用中的重视.     

珠海海积软土孔隙分布与应力水平的关系研究

采用压汞法研究了不同固结压力作用下具有强结构性的珠海海积软土的微观孔隙入口孔径分布与应力水平的关系,通过X-射线衍射试验(XRD)对其黏土矿物含量进行定量分析,并与加拿大Regina黏土进行了对比.研究结果表明:珠海天然海积软土的孔隙入口孔径分布为主单峰分布;当应力水平小于结构屈服应力时,其孔隙入口孔径分布和微观结构与应力水平无关;当应力水平达到结构屈服应力时,大中孔隙(200 nm)的含量明显减少,而小孔隙(20～200 nm)含量则基本不变;在屈服后阶段,小孔隙含量锐减,整体孔隙空间的孔径趋于均匀.最后,初步分析了珠海海积软土和Regina黏土孔隙分布差异的原因是颗粒组成分布和黏土矿物成分的不同.     

含铁粉尘碳酸化球团孔的结构特性

通过压汞法测量研究了不同CaO含量、不同造球时间的生球以及不同反应温度、不同CO2分压条件下固结生成的碳酸化球团的孔隙结构特征.结果表明:随着CaO含量增加和造球时间延长,生球的平均孔径、显孔隙度、临界孔径和最可几孔径都相应有所降低,生球凝胶孔含量随CaO含量增加而升高,孔隙比表面积增大,利于反应进行的10~300nm孔隙数量增多.优化反应温度、提高CO2分压,有利于促进球团CaCO3微晶大量生成,细化孔径,形成连接桥,冷固结强度显著提高.     

直接观察生物样品的扫描电镜新技术

为深入研究宣威县男性肺癌的病因，探讨了遗传因素的作用，分析了１９４例男性肺癌先证者的核心家系和１７６例男性对照的核心家系资料。结果发现，肺癌先证者的亲属患肺癌的危险性是对照组的１．７８倍，且差异有显著性。其中，父母及女性亲属患癌的危险性分别是对照组的２．９０倍和２．４３倍，差异有显著性意义。肺癌的遗传 度为２４．６８％。女性对肺癌的传遗传是患性比男性高，遗传因素是肺癌的重要危险因素。     

龙江血居吸虫尾蚴及成虫的扫描电镜观察

用扫描电镜观察了龙江血居吸虫尾蚴及成虫体表的超微结构。龙江血居吸虫尾蚴具有特化的头器,在头器顶端有3种类型可能为感觉器的结构;顶端外缘规则排列有一圈共8个圆形的乳突状结构;在乳突状结构的下方有数个可能为感觉小窝的小凹陷结构;在头器的顶端外侧,乳突的内缘,至少有4根纤毛状结构,尾蚴身体各部均具有棘,体部的棘常形成棘环,龙江血居吸虫成虫体侧具有粗大的棘,体侧边缘有隆起结构,虫体体表具有大量微毛及丰富的单纤毛感觉器。