对渤海地区吹填土基本性质的对比分析

针对渤海湾地区的吹填土,从粒度成分、矿物成分、物理化学性质等方面进行了对比分析。结果表明:渤海湾地区的土样颗粒相对细小,粒度组成以黏粒组为主,在物理性质中表现出塑性指数大,阳离子交换量大、有机质含量高、在塑性图内位于高液限黏土区的特殊性质;另外,受海湾区域内复杂的沉积物分布影响,不同地区吹填土的矿物变化规律不明显,而化学成分中易溶盐含量高,以钠离子和氯离子为主要化学成分,导致土体结构单元形成一定的胶结作用,造成土体物理化学性质不稳定。     

云罗高速公路沿线高液限土承载比影响因素分析

以云罗高速公路工程中的高液限土改良方案为背景,通过试验研究颗粒级配和矿物成分对具有明显地区特征的掺砂高液限粉土和高液限黏土承载比的影响。结果表明：亲水性矿物成分是影响高液限土水敏性、膨胀率、加州承载比CCBR的主要原因之一;细颗粒含量越高,水敏性越强, CCBR越小;影响土体CCBR的主要因素是亲水性矿物含量,其次为黏粒组颗粒曲线分布情况及黏粉比;黏粉比越小,CCBR越大。     

泥石流体屈服应力与黏土矿物关系的试验研究

泥石流体的屈服应力是泥石流体抗剪强度的一个重要指标,但到目前为止对泥石流体屈服应力和黏土矿物的关系研究还不完善。通过简易泥石流排导槽装置,选取蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭土4种常见的黏粒矿物为研究变量,以泥石流体屈服应力为研究目标,依次改变泥石流体中泥沙颗粒体积浓度、黏粒矿物成分及百分含量得出:(1)同等条件下,不同黏土成分对屈服应力的影响不同,蒙脱石影响最强,伊利石次之,绿泥石、高岭土最弱;(2)单一黏土矿物条件下,屈服应力与黏土矿物关系呈正向指数关系;(3)混合黏土矿物条件下,屈服应力与黏粒矿物的关系与单一黏土矿物条件下关系一致,但变化速率比单一黏土矿物小;(4)通过国内外学者资料验证本文泥石流屈服应力与黏土矿物的关系,具有一定的准确性和可用性。     

不同地区黄土崩解特性的试验研究

为研究不同黄土的崩解特性,探讨引起黄土崩解性差异的主要因素,对不同地区的黄土进行了室内崩解试验。通过对比各自的崩解形态、崩解时间、崩解程度等,发现粉土的崩解形态主要是散粒状;粉质黏土的崩解形态既有散粒状又有碎块状;粉土的崩解性明显强于粉质黏土,崩解更迅速彻底,持续的时间更短。根据试验数据绘制成崩解曲线,得到崩解率、崩解速率等指标。结合黄土的基本性质,对黄土的崩解特性进行分析,发现造成黄土崩解性差异的主要因素有颗粒级配、含水率、矿物成分等。其中,颗粒成分、矿物成分是造成粉土与黏性土崩解差异的主要因素。黏粒及黏土矿物等含量越多,崩解性越弱;黏粒含量越高,崩解形态越趋向块状;而含水率增加,黄土的崩解性减弱,且含水率对粉土崩解性的影响远小于粉质黏土。     

沿海地区典型吹填土物化特征的对比

吹淤造陆工程的物源差异是影响工程处理难易程度的主要原因之一。针对沿海地区类型多样的吹填土,从粒度成分、矿物成分、物理化学性质等方面做比较分析。根据试验结果,发现大亚湾某吹填工程现场与其他地区具有相似的物质组成和环境条件,土样颗粒相对细小,粒度组成以黏粒组为主,因此在物理性质中表现出塑性指数大,阳离子交换量大、有机质含量高、在塑性图内位于高液限黏土区的特殊性质;另外,受海湾区域内复杂的沉积物分布影响,不同地区吹填土的矿物变化规律不明显;而化学成分中易溶盐含量高,以钠离子和氯离子为主要化学成分,导致土体的微观结构单元体形成一定的胶结作用,造成土体物理化学性质不稳定。     

延安地区西南部长7段页岩岩相表征

为了提高对延安地区西南部长7段页岩储层孔隙空间的认识，以长7段页岩为研究对象，对其进行岩相划分及孔隙类型和孔隙结构的表征。首先，基于矿物组分和有机质含量建立页岩岩相划分方案，明确延安地区西南部长7段页岩发育硅质页岩、高硅质混合页岩、黏土质页岩、高黏土质混合页岩、匀质混合页岩5种主类岩相，在此基础上，对长7段页岩岩相纵向展布情况进行分析，结果表明长7段具有“两硅夹一黏”的岩相展布特征。利用氩离子抛光扫描电镜、高压压汞、N2和CO2吸附等分析测试方法对长7段不同页岩岩相的孔隙类型、结构特征进行分析。研究结果表明：（1）硅质页岩和高硅质混合页岩多发育粒间孔、粒内溶孔和层间缝，黏土质页岩和高黏土质混合页岩多发育黏土矿物层间孔和粒内溶孔，匀质混合页岩多发育粒间孔缝；（2）长7段页岩孔隙形态以平板狭缝形和楔形为主，其中黏土质页岩发育更多狭缝形孔隙，孔隙连通性最差；（3）页岩的介孔是孔容和比表面积的主要贡献者，宏孔是孔容的次要贡献者，微孔是比表面积的次要贡献者。     

碱污染下红黏土强度指标变化的微观角度分析

为了研究碱性环境条件下桂林红黏土强度指标变化机制,对不同质量分数NaOH溶液污染下的红黏土开展直剪试验、物化分析试验、颗粒分析试验以及比表面积试验,进而探究地基土体宏观力学指标与微观结构之间的关系。研究结果表明:随着NaOH质量分数的增加,黏聚力逐渐增大,内摩擦角逐渐减小。随着孔隙溶液中Na~+质量分数的增加,微小土颗粒向黏粒转化,使黏粒质量分数增加,黏聚力增加。Na~+的加入引起土体内部孔塌陷,造成比表面积减小,黏聚力提高。本文从微观层面-矿物成分、土粒尺度和比表面积角度,分析了碱污染下红黏土强度指标变化的机理,发现碱污染状态下红黏土矿物成分被腐蚀引起颗粒内部孔塌陷,部分更微小的胶粒颗粒转化为稍大的黏粒颗粒,从而造成单位质量内土的比表面积减小。     

海陆过渡相页岩气储层特殊性——以大城地区山西组为例*

随着南方海相页岩气开发取得突破,华北地区海陆过渡相~陆相页岩气也逐渐受到重视。通过实验测试分析,以大城地区山西组页岩气储层为例,分析海陆过渡相页岩气储层的特殊性。研究认为大城地区山西组沉积环境为下三角洲平原分流间湾;储层黏土矿物平均含量为56.24%,石英等脆性矿物平均含量为42.13%;TOC平均为1.85%,有机质类型主要为Ⅲ型干酪根为主,成熟度平均为1.09%;泥页岩发育两类不同类型的孔隙。对比海相焦石坝龙溪组和陆相鄂尔多斯延长组7段储层特征,表明海陆过渡相山西组泥页岩厚度小、层数多为特征,有机地化和矿物组成等均与海相与陆相页岩气储层存在显著差异。山西组页岩气储层发育基础、有机地化和物质组成条件均较为良好,页岩气保存条件较好。山西组页岩气、煤层气与致密砂岩气叠置成藏,具有丰富的资源潜力,具有联合开采的资源基础。     

太湖第四纪沉积区土体荷载响应的效应综合特征

土的微结构对土的力学行为机制起着至关重要的作用,对太湖第四纪沉积区典型软土进行单向压缩试验,利用扫描电子显微镜(SEM)所得的照片研究软土在不同固结压力条件下的微结构大小、形状、定向性等微结构参数,分析其变化规律.研究表明,随着固结压力的增加,结构单元体不断变大,集合体的形状在垂直于压力的方向变长,结构单元体的定向性有所提高但不显著;孔隙分布分维呈下降趋势并逐步稳定.采用电镜扫描仪(SEM)对在复杂应力路径作用下剪切前后的黏土样进行微观观察,并从剪切前后孔隙排列、孔隙形态、孔隙尺度变化特征3个方面分析宏观试验原状软黏土归一化抗剪强度各向异性的微观本质.阐述了淤泥类软土的微观结构对其工程性质的重要影响.从泥炭的微观结构分析入手研究了泥炭的性质及特点(包括含水性质、强度性质、固结及次固结性质).讨论了海积软土在固结、剪切作用下微观结构的变化,阐述了海积软土力学行为的本质.通过室内一维固结蠕变试验系统研究分析了次固结系数与固结压力、时间及压缩指数的关,揭示了太湖第四纪沉积区软土的次固结特性.利用扫描电镜试验( SEM)和X射线能谱仪对软黏土中常见的微量元素进行测定,计算其相对百分比并分析了该土的矿物成分和微观结构组成.实验结果表明,该黏土主要以高岭石、埃洛石(伊利石)、水云母(蒙脱石)为主(其中硅为其主要成分,局部的矿物组成有稍许不同).     

巢湖CH-1孔沉积物磁性、粒度特征分析

通过对巢湖湖心长1.5m的CH-1孔沉积物磁性参数和粒度组成进行测量,探讨了巢湖的沉积环境变迁.结果表明：CH-1孔沉积物以中粉砂和细粉砂为主,其次为黏土.该孔中黏土粒级对磁性矿物贡献最大.自底部向上,该孔分为4段：第1段,沉积物向上粒度变细,亚铁磁性矿物含量减少,亚铁磁性矿物颗粒变细;第2段,沉积物向上粒度变粗,亚铁磁性矿物含量减少,磁性矿物颗粒变细;第3段,沉积物向上粒度变细,亚铁磁性矿物含量增多,磁性矿物颗粒变粗;第4段,沉积物向上粒度变粗,亚铁磁性矿物含量增多,磁性矿物颗粒变粗.上述结果显示：巢湖湖面在整个沉积历史时期呈现上升和下降的交替变化,反映了气候变化对巢湖沉积的影响.     

海相沉积粉质中间土的物理状态

长江河口地区通启高速公路工程地质研究发现,该区域广泛分布海相粉质中间土,其液性指数与一般海相软粘土相似,具有较高的原位强度、较低的塑性和显著的结构性,而其粒度分布、强度特性、压缩性和塑性图与海相软粘土明显不同.采用主成分与主分量分析,对海相粉质中间土的多指标反映其土性信息的能力进行了分析.分析结果表明,采用液性指数划分其稠度的传统方法不尽合理,而采用F孔隙函数确定其物理状态更加合理.根据物理状态指标与工程力学特性的相关性,建立孔隙函数划分中间土物理状态新方法.通启高速公路工程实践表明,海相粉质 中间土具有良好的力学特性,不应隶属于软粘土地基.     

基于海相粘土沉积化学特性的RCPT测试影响因素分析

首先简要回顾了土的电阻率影响因素,介绍了电阻率静力触探(RCPT)测试技术和操作方法,采用RCPT在连云港海相粘土场地进行了现场试验,获得土的原位电阻率测试值.结合连云港海相粘土的沉积特性与物理化学分析试验,对RCPT电阻率测试数据进行了基于矿物成分、离子浓度、Fe3 含量影响因素分析.研究发现:土的电阻率随着粘土矿物含量和离子浓度的增加而减小,并且Fe3 对电阻率测试值也具有明显的影响.分析表明:连云港海相粘土的沉积特征和化学特性对其电阻率测试参数具有显著的影响.     

天然沉积连云港软黏土的屈服特性

为了研究天然沉积结构性软黏土的屈服特性,采用大直径PVC管取样器获取连云港地区地表下2.5 m处的不扰动样,进行一维固结和应力路径三轴试验.一维固结试验结果表明, 天然沉积连云港软黏土具有较强的结构性. GDS三轴的不同应力路径试验结果表明,无论以体积变形还是剪切变形为主的应力路径下,连云港软黏土的应力应变曲线都有明显的屈服特征.根据试验各应力路径得到的屈服点,可以得到连云港软黏土的初始屈服轨迹大致呈倾斜的椭圆形状,与Nakano等人模型的屈服面比较吻合.沿各应力路径屈服后塑性应变方向与该模型屈服面法线方向的夹角在-22°～33°范围之内变化,表明屈服后塑性流动方向可简单采用相关联流动法则来描述.     

合徐高速北段膨胀土的物质组分及微结构研究

文章以X射线衍射为主,并结合化学全分析、偏光显微镜、扫描电镜对合徐高速北段沿线经过的蚌埠、怀远和宿州地区的膨胀土进行矿物化学成分以及微结构特征研究,探明膨胀土的液限、塑性指数以及胀缩性与其矿物组分、阳离子交换容量、氧化度及微观结构之间的关系,并对其微结构进行分类。研究表明:膨胀土在其蒙脱石含量基本相等的情况下,伊利石含量的多寡对膨胀土工程性质的控制影响十分明显,而膨胀土的氧化程度则是控制膨胀土工程特性的另一个重要因素。     

青海省东莫扎抓铅锌矿床成矿期和成矿阶段分析

通过对青海省东莫扎抓铅锌矿床的黄铁矿δ34S与方铅矿的δ34S值、矿物生成顺序及C、O同位素特征进行研究,结果表明:东莫扎抓铅锌矿床可分为海底热液喷流沉积期、热液期、火山热液叠加改造期及表生期等4个成矿期;铅锌矿成矿阶段可分为5个阶段,分别为白云石化阶段、重晶石化阶段、多金属硫化物阶段、方解石化阶段及粘土化阶段;成矿流体中的碳主要来自围岩,从成矿早期到成矿后期大气降水的参与逐步增多。在多期区域构造作用的背景下,东莫扎抓呈现多期次多阶段叠加成矿的特点。     

煤系地层中高岭土矿床的主要成因类型及特征

沉积高岭土矿床,可分为煤层内高岭石夹矸和煤层间高岭土矿床二种类型。前者成分很纯、结晶很好。在煤系地层中,由于原始物质、地质构造、地形条件、水文地质等条件的具备,也发育风化矿床,它们多半为软质粘土或木节土。内蒙老石旦高岭土矿床是石炭系煤层及其夹矸的风化残余产物。甘肃安口高岭土矿床也是侏罗系煤层,夹矸及顶板泥质岩的风化残余产物。四川叙永高岭土矿床则为二迭系煤层及其底板风化淋滤的结果。由于煤层自燃,还存在高岭土经烧变而成的天然熟料,可以作为一种变质高岭土矿床。本文从具体矿床实例出发,提出了煤系地层中高岭土矿床存在的主要成因类型,在理论上,找矿和利用上,均具一定意义。     

基于RFPA-3D的煤层钻孔水力压裂裂缝扩展规律数值模拟

水力压裂裂缝的几何形态是评价压裂效果的主要因素,煤层受割理、层理和天然裂隙的影响,非均质性较强,对于垂向主应力、最大水平主应力和最小水平主应力共同影响下的煤层水力压裂缝扩展规律还未形成系统认识。文章利用RFPA-3D数值模拟软件,研究非均匀分布的硬煤层和软煤层,在垂向主应力不变,不同水平主应力差下水力压裂三维裂纹的扩展过程和延伸规律,研究发现硬煤层水平主应力差接近时,水力压裂缝在煤层中延伸没有优势方位,形成网状缝；水平主应力差较大时,水力压裂缝主要沿最大水平主应力方向扩展,其他分支裂缝初始阶段沿着最小水平主应力方向延伸,随后逐渐向最大水平主应力方向靠拢。软煤层水力压裂初始阶段,注入段附近煤层以井筒为中心向四周挤压,煤层被挤压形成一个“大肚子”区域,待煤层挤压到一定程度,煤层开始起裂、裂缝扩展；水平主应力差接近时,注入段煤层压实后,起裂形成网状缝；水平主应力差较大时,注入段煤层压实后,压裂缝沿最大水平主应力方向以及与最大水平主应力方向成45°夹角方向产生两条优势裂缝。研究成果在安徽芦岭井田Y-01煤层气水平井组进行应用,日产气突破10 000 m3。     

闽南地区软粘土灵敏度试验及分析

福建闽南地区海相沉积的软粘土的灵敏度较高,一般在4~8之间,属中、高结构性土,施工扰动会对土的性质带来很大影响,在设计和施工中应设法减少对土层的扰动.文中通过灵敏度试验,评价闽南地区软粘土的结构性.结果表明,应根据工程性质、施工方法及场地工程地质条件,来综合考虑软粘土的抗剪强度参数.     

干旱半干旱地区土壤矿物组成特征及其环境意义

对处于干旱、半干旱地区的甘肃省15个地点的灰钙土、栗钙土、黑垆土、灰褐土和黄绵土等不同类型土壤剖面进行了机械组成分析、矿物组成显微鉴定和粘土矿物X射线衍射分析.结果表明:土壤机械组成以粉砂为主,粘粒次之;栗钙土、灰钙土、黑钙土和灰褐土等于旱地区典型土壤中表层的粘粒质量分数相对较低,土壤原生矿物组成以石英为主,绿帘石等蚀变矿物质量分数较高,次生矿物含有较高的石膏和方解石等;粘土矿物主要为伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石.土壤机械组成、矿物组成和粘土矿物组成表明:干旱、半干旱地区土壤为黄土母质,土壤形成条件为碱性环境、较弱的淋滤作用和干冷气候,近代强烈的风蚀作用(或沙尘暴)和大气污染对土壤有一定程度的改造.     

海洋粘土矿物的古环境含意辨析

粘土矿物组合反映了源区气候冷、暖周期性变化,记录了沉积区域古环境演化的重要信息,为古环境重塑提供了有力证据.但沉积岩中粘土矿物组合及含量变化用于古气候的解释目前尚存在一定的局限性和复杂性,例外情况时有发生.各种非气候因素,如源区、沉积环境、成岩作用、差异输送、自生作用,影响粘土矿物的分布和含量,使粘土矿物的古气候含意变得错综复杂.可能只有当沉积盆地很小或者是陆盆,沉积物中的粘土矿物对古气候才可能是有用的指示器.比较大的沉积盆地,尤其是海盆,是从遥远的源区接受岩屑载荷的,代表了一种多样化的环境条件.重组的距离越长,扩散过程越复杂,沉积的粘土矿物组合古气候信息越不清晰.粘土微粒要经过一个长距离才能从土壤到达海洋,因此沉积学家和古气候学家应该多注意土壤和沉积粘土矿物之间关系的复杂性.目前海洋粘土组合的古气候解释,可能代表一种相当宽泛的古气候信息或提供了所有气候影响的整合记录.