黄土物理性质变化规律研究

研究了黄土孔隙度和湿陷性在垂向上变化的规律和原因 .结果表明 ,孔隙度高和湿陷强的层位是风化成壤弱的黄土层 ,孔隙度低和湿陷弱的层位是红色古土壤或风化成壤强的黄土层 .第四纪冷干与温湿气候的交替和由此产生的成壤过程的变化是造成黄土地层孔隙度和湿陷性波动变化的根本原因 .黄土湿陷性是在干旱与半干旱地区弱的成壤过程中产生的 ,是草原地带灰黄色土壤具有的特征 .     

不整合半风化岩石成岩作用特征

 以准噶尔盆地夏9 井区三叠系顶部不整合半风化岩石为例,通过定性分析与定量评价相结合的方法,对其压实作用、溶蚀作用、胶结作用、交代作用和破裂作用等多种成岩作用特征进行了研究,认为压实、胶结、溶蚀和破裂作用对研究区三叠系顶部不整合半风化岩石的物性影响作用明显,其中压实、胶结作用与孔隙度呈负相关,溶蚀、破裂作用与孔隙度呈正相关,而交代作用对半风化岩石物性的影响效果较小。基于大量岩心观察和分析化验数据,发现不整合半风化岩石各种成岩作用特征在平面上与剖面上均具有较强的非均质性。通过建立多种成岩作用强度参数的判别标准,对不同类型成岩作用的作用强度进行了定量评价,认为三叠系顶部不整合半风化岩石的压实作用对原生孔隙破坏作用较大,强度级别为强;以菱铁矿为主要类型的胶结物堵塞了大量孔隙,其胶结强度级别为弱;视相对溶蚀孔隙度较高,溶蚀强度级别为强;可见少量微裂缝,破裂作用级别弱。按照对半风化岩石孔隙度影响的强弱顺序将成岩作用进行了排序,认为研究区成岩作用对三叠系顶部半风化岩石孔隙度影响程度的先后顺序为压实作用>溶蚀作用>胶结作用>破裂作用。     

西宁地区不同湿陷程度黄土的微观结构分析

为防止由于黄土的湿陷性导致道路不均匀沉降问题,通过采用单线法测定不同压力下西宁地区强、弱湿陷性黄土的湿陷变形量,并利用扫描电子显微镜、压汞仪对其内部结构特征进行研究分析,探讨黄土内部结构与宏观湿陷变形的相关性,对路基高度进行合理设计。研究结果表明:(1)随压力增大,强、弱湿陷性黄土湿陷变形均表现为"显著—平缓—稳定"三个阶段,且强湿陷性黄土较弱湿陷性黄土的湿陷量变化增长斜率较陡,发展变形速度快;(2)弱湿陷性黄土较强湿陷性黄土浸水前后的颗粒由松散易被挤密,孔隙也被细小的集粒填充且连通性变差,由间接接触为主的连接方式变为直接接触;(3)强湿陷性黄土较弱湿陷性黄土浸水前后的孔隙面积比例下降幅度较大,孔隙有序性差且孔隙圆形度减小,颗粒易被压碎且集团化程度较弱,孔隙进汞量大,20μm孔径分布含量较高,与其宏观湿陷性具有较好的相关性。     

西安地区黄土地层含水空间研究

通过对西安东郊和长安县黄土剖面野外考察、裂隙观察、统计测量、孔隙度测定和颗粒分析，系统地研究了黄土地层含水空间，进而发现了密集风化裂隙含水空间的新类型，提出了粒间孔隙不是沉积形成的，而是土壤化的产物。揭示了黄土含水空间具有波动变化规律，这种变化是受古环境变化控制的。研究表明，冷干时期成壤作用弱，含水空间发育好；温湿时期成壤作用强，含水空间发育弱。黄土孔隙度与粉砂含量成正相关关系，与粘粒含量成负相关关系。     

黄土湿陷变形本构关系研究

根据黄土湿陷变形的结构性原理,分析了湿陷变形的塑性特性,引用增湿软化模型ZSM体作为增湿变形的力学模型,应用常规三轴浸水试验研究了不同的应力状态下湿陷性黄土在水和力共同作用下的湿陷变形特性,将增湿含水量作为内应力考虑,并由试验拟台得出湿陷体积屈服面和剪切屈服面,基于广义塑性力学原理建立了湿陷变形的增量本构模型,该模型考虑了湿陷变形中的湿陷体积变形和湿陷剪切变形以及球应力和偏应力对湿陷体积变形和湿陷剪切变形的交叉影响,反映了黄土湿陷变形的特性。     

超湿陷黄土及其湿陷特性

提出了增湿历史的概念和前期湿陷含水量指标，指出增湿历史对湿陷变形有很大影响。研究了超湿陷黄土的湿陷规律，揭示出超湿陷黄土的滞后湿陷现象。最后给出了前期湿陷含水量的确定方法及其应用途径。     

基于Surfer软件的煤炭间接液化项目厂前区黄土湿陷等级划分

黄土的湿陷性分区是评价场地适宜性的一种基本方法。本文在查明场地工程地质和水文地质条件的基础上,对场地黄土的湿陷性进行了评价。根据计算的自重湿陷量和总湿陷量,采用Surfer软件对场地进行了分区,结果表明:自重湿陷量和总湿陷量与场地具有湿陷性土层的厚度密切相关;**方向自重湿陷量较大;**方向总湿陷量较大。该分区图对后期的地基处理具有指导意义。     

灌溉条件下黑方台黄土湿陷特征及其内在机理

基于室内试验,系统分析了不同初始含水量、增湿-减湿循环交替、渗透溶滤等多个条件下黑方台黄土的湿陷特性.基于微观结构定性和定量分析,探讨了黑方台黄土湿陷的内在机理.研究发现,黑方台黄土湿陷终止于饱和度52%~65%的非饱和状态;增湿-减湿循环交替4次后,黄土湿陷变形微弱;易溶盐淋滤时黄土湿陷变形持续.湿陷变形后的微观结构变化揭示出黑方台黄土湿陷的本质是黄土内架空大孔隙和支架小孔隙塌落.毛细管作用、孔隙压密作用、盐分溶解作用均对黑方台黄土湿陷有所贡献.但是盐分溶解作用的贡献远小于前二者,并且盐分溶解作用以易溶盐溶解为主.毛细管作用和孔隙压密作用的贡献大小取决于黄土中孔隙的分布和湿陷变形的发展阶段.     

埋藏风化壳结构的矿物学与地球化学特征及其控藏作用

通过岩心观察、矿物及元素分析等手段,分析了济阳坳陷义和庄凸起前第三系埋藏风化壳结构的矿物学与元素地球化学特征.结果表明:义和庄凸起前第三系坶藏风化壳具有风化黏土层和半风化岩石的二层结构;由半风化岩石到风化黏土层,抗风化能力弱的长石等原生矿物逐渐减少,次生黏土矿物逐渐富集,半风化岩石上部与风化黏土层为Fe,Al元素的富集带,Ca,Na元素大量流失,K,Mg元素由于交代作用变化较复杂;义和庄凸起埋藏风化壳结构在油气成藏过程中起主要作用的是半风化岩层中部的孔缝连通体,它既为油气运移的良好通道,也可成为有效储层;风化黏土层与上覆岩层一起形成了复合型盖层.     

湿陷性黄土的勘察和评价

黄土地基的勘察工作应着重查明地层时代、成因、湿陷性土层的厚度,湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力随深度变化,场地湿陷类型和地基湿陷级别的平面分布,变形参数和承载力,地下水等环境水的变化趋势和其他工程地质条件。并结合建筑物的特点和设计要求,对场地、地基作出评价,对地基处理措施提出建议。     

压实黄土的湿陷性与微观结构的关系

由于黄土特殊的工程性质和内部结构的复杂性，黄土地区高等级公路出现了一些湿陷破坏事故。采用扫描电镜、图像处理系统和能谱仪，对压实黄土在湿陷前后的孔隙特征、化学组成等微观结构进行研究，得出压实黄土的湿陷性与微观结构的关系。结果表明：大、中孔隙含量是黄土产生湿陷的主要原因，其与黄土湿陷系数具有定量关系，湿陷后黄土的主要化学元素含量发生了变化。     

基于塑性理论的湿陷性黄土本构模型

基于塑性理论,推导出湿陷性黄土湿陷变形本构模型,给出其矩阵表达式.基于ADINA分析软件,开发湿陷性黄土湿陷变形本构模型,给出湿陷性黄土湿陷本构模型开发方法及步骤.结合工程案例进行湿陷变形计算和固结分析,并用实测结果与大型非线性有限元软件ADINA模拟值进行比较.结果说明,该湿陷本构模型用于大厚度湿陷性黄土地区的分析和湿陷变形计算是可行的.     

基于功率倒置阵的特征分析法

功率倒置算法能在干扰方向形成零陷,并且干扰越强,形成的零陷越深.但对于弱干扰源的情况,该算法形成的零陷不够深,对干扰的抑制有限.基于子空间理论,对功率倒置算法进行特征矢量的分析,揭示功率倒置算法实质,并通过对干扰子空间正交投影,使方向图在弱干扰的地方形成较深零陷.计算机仿真证明了该算法的有效性.     

对涠西南凹陷流二段岩性圈闭勘探中两个特殊情况的思考

流沙港组二段是涠西南凹陷烃源岩发育的主要层位,以中深湖相暗色泥岩沉积为主,同时具有复杂的沉积体系,以岩性圈闭勘探为主。由于流二段砂泥岩阻抗差异较大,前人主要根据地震资料中的流二段"强振幅"来落实流二段岩性圈闭。近年新钻井表明,流二段"强振幅"并非都是储层,也可能是来自易风化剥蚀灰岩基底区的灰质砂岩。流二段弱振幅不一定就是泥页岩,也可能是与上覆地层阻抗相当的储层。对这两种特殊情况的形成原因和特殊情况下的储层识别方法进行系统分析,并对复杂沉积体系区如何准确利用振幅预测储层提出建议。     

古土壤层间富水对黄土场地湿陷性的影响

黄土地层中往往交替分布着多层红色古土壤层,由于其硬度相对较高,遇水不易湿陷,对黄土地层湿陷量的测量结果有很大的影响。然而,对于古土壤对湿陷量的控制作用目前还缺乏相关研究,导致对湿陷地层湿陷量的科学取舍缺乏理论依据。为此该文统计了黄土高原区的浸水试验结果,分析了不同区域湿陷量室内外差异特征,并以西安地区两个试验场地的大型浸水试验为研究对象,进行了不同试验条件下土体中水分的扩散、含水率的变化、土压力变化以及累计湿陷量等测量工作。最终结果表明,古土壤层的存在阻碍湿陷进程,在阻止水分下渗的同时,阻碍深部地层湿陷量传递至地表,使得湿陷量实测值与计算值之间的差异与古土壤层数呈现正相关的趋势。该文将为普遍存在古土壤的黄土地层自重湿陷机理的研究提供参考。     

关中地区黄土湿陷性影响因素分析

黄土湿陷性给关中地区修建各等级公路带来不同程度的危害。通过对关中地区黄土湿陷性影响因素的分析,得出了各主要因素与湿陷性的关系。研究了与工程建设关系密切的湿陷起始含水量和湿陷起始压力。正确确定湿陷起始含水量和湿陷起始压力有助于简化工程处理措施。     

重塑黄土的湿陷性与微观试验研究

黄土广泛分布于中国西北地区。随着人类社会的发展,越来越多的工程项目需要在黄土地区展开。黄土的特殊性质导致其具有水敏感性,这种水敏感性的典型表现便是湿陷;而黄土的湿陷与其微结构的变形过程紧密相关。以重塑黄土为研究对象,在反复湿陷试验的基础上,对不同含水量、不同湿陷次数的重塑黄土试样进行CT扫描与电镜扫描等微观试验,结合IPP图像处理软件对微观试验结果进行定性与定量分析,得到重塑黄土湿陷性与其微结构的关系。认为:(1)黄土的自重湿陷系数主要受其含水量的影响,即含水量越小,越容易湿陷;且当含水量为6%时试样具有二次湿陷性;不同含水量的试样随着湿陷次数的增加,湿陷系数逐渐减小,且经过3次湿陷后其自重湿陷系数均趋于一个稳定的值;(2)随着湿陷次数的增加,土体中大的团粒与大孔隙逐渐消失,土体密度逐渐均匀,颗粒丰度逐渐变大,孔隙颗粒面积比逐渐减小,颗粒定向角度逐渐趋于水平;(3)黄土发生湿陷的主要原因是水的浸润或溶滤作用导致其结构强度的弱化,使大的团粒逐渐崩解成小颗粒填充到孔隙中造成土体压密。     

黄土湿陷发展规律及数值模拟

为了探究西宁地区黄土湿陷性发展规律以及减小室内外试验误差,通过基坑浸水试验、室内试验以及有限元软件abaqus在加载渗流与变形的情况下对其进行模拟,通过分析得到了西宁地区黄土湿陷系数和湿陷变形规律,以及较为精确的模拟湿陷的模型。结果表明:黄土湿陷系数在300 kPa时大约为0. 5,且随着压力的增大,湿陷系数先增大,后减小,最后趋近于一条直线;黄土湿陷变形规律有着快—慢—快的规律,其湿陷量与该点距试坑中心距离有关,距离越远,湿陷量越小,最大影响范围为20～25 m;在摩尔-库伦模型下,渗流对黄土湿陷性有较大的影响,若在考虑渗流的情况下进行模拟,将有较高的精度,对估算湿陷量有较大的帮助,有利于处理湿陷性黄土方法的选取。     

东石湖水库泵站引水线路地基土的湿陷性评价

勘察了引水线路工程水文地质情况,计算、分析了管基土自重湿陷量及其总湿陷量,得到了湿陷量计算值,对地基的湿陷等级进行了划分评价,为设计施工提出了相应的地基处理建议。     

长邯高速湿陷性黄土地基分析

分析了长邯高速湿陷黄土地基的分布和湿陷类型,通过室内常规试验,确定了相关数据并推导出湿陷性黄土的湿陷系数,建立了能指导实际生产的经验公式。