软岩耐崩解和室内浸水崩解试验方法差异性分析

软岩的崩解性是我国西南地区岩土工程较为关注的岩石特性之一。通过室内浸水崩解和耐崩解试验条件和试验结果的差异分析,根据耐崩解指数将软岩的崩解强度分为强、中、弱3个等级,崩解机制则决定了试样崩解的强弱;但对于同一岩样,室内浸水崩解程度弱于耐崩解试验;而试验条件的不同则决定了试验产物颗粒分布的差异,且对于不同崩解程度的岩样影响是不同的。研究表明:强崩解和弱崩解岩样在两种试验方法中所得颗粒分布情况相差较大,且强崩解岩样室内浸水崩解试验所得颗粒分布不均匀;而弱崩解岩样耐崩解试验所得颗粒分布不均匀;而中崩解岩样崩解产物在两种试验方法所得颗粒分布相差不大。     

降雨-干燥交替作用下泥质岩耐崩解性试验研究

泥质岩在自然界频繁的降雨-干燥交替作用下发生崩解,从而引发一系列地质灾害。为了进一步研究泥质岩的崩解特性,采用自行设计的试验装置模拟自然界中降雨的实际环境,对江西省赣南地区的泥质岩制成4种不同块度的试样,开展干湿循环作用下的室内崩解试验研究。结果表明:不同粒径百分含量关系曲线呈现出3种变化趋势,随着循环次数的增加,不同粒径百分含量不断减小、先增大后减小以及不断增大;在试样各粒组百分含量关系曲线中,不同循环次数条件下,曲线都存在一个明显的峰值,且基本呈先增加后减小的变化趋势;在峰值前,随着循环次数的增加,曲线的位置逐渐向下移动;而在峰值后,随着循环次数的增加,曲线的位置则逐渐的向上移动。块度较大的泥质岩崩解后各粒组累计百分含量与粒径的关系曲线呈"S"形,而块度较小的泥质岩崩解后则为双曲线形。随着干湿循环次数的不断增加,泥质岩崩解物各粒组累计百分含量关系曲线逐渐向着较小粒径的方向整体发生移动;各曲线之间的空隙不断减小,最后基本重合,反映出泥质岩的崩解速率逐渐减小且最后趋于稳定。推导了基于优化级配方程的相对耐崩解性指数,并验证了模型的正确性。随着试样块度的不断增大,其耐崩解性指数与相对耐崩解性指数均不断减小。     

盘江矿区回采巷道围岩特征实验研究

为进一步揭示盘江矿区回采巷道围岩变形机理，采集矿区范围内三对典型矿井回采巷道围岩煤岩样进行了点载荷、坚固性系数测定、矿物成分分析、耐崩解指数测定、水理特性等一系列围岩特征实验研究。结果表明：盘江矿区回采巷道顶底板岩层多为泥岩、泥质粉砂岩等软弱岩层，天然状态下抗拉强度、抗压强度及抗剪强度分别低至0.32 MPa、6.34 MPa及0.77 MPa,且煤的坚固性系数仅为0.50～0.86,矿区内回采巷道围岩软岩特征明显；围岩矿物成分以石英为主，但高岭石、钠长石等黏土矿物含量较高，遇水极易膨胀，裂隙及节理发育，围岩强度大幅度降低；围岩抵抗软化和崩解作用的能力较差，其中底板泥岩的耐崩解性指数低至8.70%。研究结论可为盘江矿区回采巷道围岩控制方案的制定提供科学依据和理论指导。     

温湿效应对膨胀岩吸水软化作用的影响

试验通过控制水温,观察膨胀岩在水中崩解、软化的快慢,以及固体颗粒物粒径的大小,得出了温度对膨胀岩吸水崩解软化作用的影响规律。通过对各组温湿度状态下的膨胀岩进行直剪实验,获得了温湿度对膨胀岩抗剪强度的影响规律。结果表明:随着温度的升高,膨胀岩内部矿物颗粒吸水速率变快、吸水量增大、分子运动加速、膨胀作用增强,崩解速率也逐渐加快,吸水软化所需时间更短;温度的升高,加大了膨胀岩内部水分的蒸发,导致岩体失水收缩,内部结构变得紧密,水的润滑作用也减弱,膨胀岩的黏聚力和摩擦角均增大;随着含水率的增加,膨胀岩吸水发生体积膨胀,分子间吸引力减小,内部矿物颗粒胶结变得松散,水的润滑作用加强,黏聚力和摩擦角均降低。     

引江济淮工程膨胀土下伏崩解岩边坡处治试验研究

为论证引江济淮工程规划的可行性,针对膨胀土和崩解岩的处治问题,采用原位试验的方法,辅助采用模型试验和室内试验方法,在工程的可行性研究阶段开展试验工程,针对膨胀土及崩解性砂软岩的防护问题开展研究.研究结果表明:江淮膨胀土层呈非连续分布,主要呈弱膨胀性、低渗透性,新生裂隙深度在6个月时可达1.2 m.膨胀土强度指标黏聚力的...     

红层软岩崩解性的灰色关联分析

采用灰色关联度法对红层软岩的粒度分形特征以及矿物、化学成分试验数据与其崩解性进行了关联分析.分析发现,与成分相比,红层软岩的粒度分布分形特征参数与崩解特性具有更高的关联度,表明沉积形成时的环境决定了成岩后的红层软岩崩解性强弱.因为红层软岩中蒙脱石含量少,因此在各种成分中伊利石含量对红层软岩崩解性影响最大,说明水理特性不稳定的矿物含量始终是影响软岩崩解的主要因素.     

峰后软岩应变软化渗流特性

为探讨峰后软岩的应变软化特性对渗流过程的影响,以新集矿两组砂质泥岩岩样为研究对象,基于裂隙损伤有效应力理论,研究了峰后软岩的应变软化特性和渗流特性,分析了软岩的应变软化渗流机制。结果表明：峰后软岩渗透性能较弱,同时软岩受到结构面、孔隙率的影响应力降存在突跳现象,且软岩渗流过程与损伤度、应力降、应变软化率有很大的相关性,表现为损伤度越大,应力降越大,应变软化率越大,相应的渗透率也越大。     

降雨环境下块度对泥质岩崩解能量特征的影响

为了研究块度不同对泥质岩崩解特性的影响,采用自行设计的试验装置模拟自然界中降雨的实际环境,对江西省赣南地区的泥质岩制成80-70 mm、70-60 mm、60-50 mm、50-40 mm 4种不同块度的试样,开展了模拟降雨与干燥条件下的崩解试验,并对其崩解的能量特征进行研究。结果表明,在试样各粒组百分含量关系曲线中,不同循环次数条件下,曲线都存在一个明显的峰值,曲线基本表现出先增加至峰值,而后减小的变化趋势,且随着循环次数的增加,峰值逐渐向粒径减小的方向发生移动。在峰值前,随着循环次数的增加,曲线的位置逐渐向下移动;而在峰值后,随着循环次数的增加,曲线的位置则逐渐的向上移动。随着循环次数的增加,各粒组百分含量曲线之间的间距逐渐减小,且最后4次干湿循环条件下各粒组百分含量曲线非常接近,表明泥质岩的崩解逐渐趋于稳定。分析了岩石崩解过程累计新增比表面积与循环次数的变化关系,随着循环次数的增加,各试样累计新增比表面能在循环次数较小时先迅速增大,在第2次干湿循环之后增速逐渐放缓,最后基本达到稳定。随着试样块度的逐渐增加,试样累计新增表面能逐渐减小。基于最小二乘法原理,求得了累计新增比表面能与循环次数的关系式,并验证了计算模型的正确性。     

潭衡西高速公路第三系粉砂质泥岩崩解特性研究

为了研究潭衡西高速公路第三系粉砂质泥岩的崩解特性,对不同风化程度的粉砂质泥岩进行了静态崩解试验、室内环境崩解试验和耐崩解试验.试验结果表明:岩石风化程度越高,崩解越剧烈;强风化状态的粉砂质泥岩在第四次循环后彻底崩解,耐崩解系数I(d2)为46.2～61.8;弱风化和微风化粉砂质泥岩在第一、第二次循环崩解开始加剧,耐崩解系数I(d2)分别为61.1～73.6和79.5～85.4;崩解物以0.5～2mm和小于0.25mm颗粒物为主.粉砂质泥岩的崩解是由岩石浸水膨胀、胶结物溶解和干湿循环产生的拉应力与张应力共同引起的     

膨胀岩判别方法的研究

主要研究膨胀岩的膨胀特性，用软岩膨胀测定仪对重塑试件和原岩试件进行软岩膨胀率的测定，根据大量的软岩膨胀性试验成果，找出了软岩膨胀应力与线膨胀度、线膨胀最终饱和含水率特性曲线，泥质岩干燥饱和和吸水率与蒙脱石含量特性曲线的相关分析结果，采用风干或烘干的不规则试件吸水率的大小作用对膨胀岩的判别和评价的依据。     

白鹤滩库区小坝组泥岩崩解特性及边坡破坏机制

降雨与库水位变动引起的干湿循环作用是导致库岸边坡破坏的关键因素之一。为了探究白鹤滩水电站库区蓄水后边坡的长期稳定性,以小坝组红层软岩为例,采用X射线衍射技术、扫描电镜技术及耐崩解仪,研究了干湿循环作用下红层软岩微结构演化机理及其崩解特性,并结合数值模拟方法与不同现场案例,分析了白鹤滩库区边坡的破坏机制。结果表明,干湿循环影响下的黏土矿物溶胀压力是导致岩体结构中孔-裂隙产生的关键因素;小坝组泥岩耐崩解性指数随着崩解循环次数增加具有指数变化规律,且泥岩比砂岩呈现了更强的崩解特性;砂岩与泥岩互层边坡在干湿循环作用下,因泥岩崩解产生了空腔以及贯通的裂隙,导致库区左岸的顺向坡易形成滑移—拉裂式破坏,库区右岸逆向坡易产生塑流—拉裂式破坏。本文从微-细-宏观等角度出发,多尺度地探究了小坝组岩质边坡的破坏机制,为白鹤滩重大水电工程建设的灾害防治工作提供理论指导。     

不同洒水量下泥岩路基填料崩解特征的差异性研究

对泥岩进行预崩解是将泥岩等软岩作为路基填料的主要处理方法之一。通过对承德平泉地区分布的两种泥岩做不同洒水量下的干湿循环试验并使用X射线衍射仪进行观察分析,重点探讨泥岩崩解速率与泥岩颗粒粒径的关系以及不同洒水量下泥岩崩解的变化规律。结果表明:灰褐色与砖红色泥岩颗粒完全崩解时需要的干湿循环次数与泥岩的初始颗粒级配没有直接关系。两种泥岩作为路基填料时,在单次最佳洒水量下,均进行7次左右干湿循环后崩解处于稳定状态,可以为泥岩预崩解控制指标提供重要的参考,并为将泥岩填料作为路基的实际工程提供有效指导。     

聚类分析和因子分析对深井软岩软化系数的预测

为了预测深井软岩巷道开挖后不同水环境下的岩石软化系数,将深井软岩软化系数定义为含水率的函数,利用聚类分析和因子分析理论研究影响其软化系数的因子之间的相关性,并建立分析模型。结果表明：深井软岩的干密度、颗粒密度、孔隙率对其软化系数的影响具有共性,可归为一类因子;含水率和黏土矿物质量分数分别为一类。文中提出的分析模型与实验结果相吻合,对矿山深井巷道施工和支护设计具有一定的指导意义。     

针对金刚石钻头的岩石研磨性测定方法

针对石油钻井地层岩石研磨性试验评价问题,根据金刚石钻头的磨损机制,改装试验装置,研制标准磨损件,优选试验规程,提出以标准磨损件研磨破碎单位体积岩石的磨损体积作为岩石研磨性指标,建立一套岩石研磨性测定方法。试验测定石油钻井地层代表性岩石的研磨性指标。通过研磨性试验,优选出标准磨损件的金刚石体积分数为25%,粒度为0.3 mm,胎体配方为酚醛树脂55%、Cu 25%、Cr2O38%、Zn O 6%、Si C 5%、空隙1%(体积分数)。优选出的试验钻压为500 N,转速为198 r/min,排量为0.2 L/s。试验中代表性岩石的研磨性指标数值为0.80~45.78,取以2为底的对数值作为研磨性级值,将中国石油钻井地层岩石的研磨性分为6级。     

富黄探区延长组烃源岩评价与油源对比

针对富黄“新”探区烃源岩生烃潜力以及区内含油层系的石油来源问题,采用有机岩石学和地球化学的手段 和方法进行了深入研究。研究结果表明：富黄探区长7 烃源岩有机质丰度高,有机质类型以I- II1 型为主,有机质成 熟度高,为好烃源岩;长6 烃源岩有机质类型以III -II2 为主,次为I -II2 型,有机质成熟-高成熟,为中等-好烃源 岩;长4+5 烃源岩有机质丰度中等-高,有机质类型以III 型为主,次为II2 型,有机质低熟-成熟,为非-差烃源岩。 长4+5、长6 原油性质相近,为陆相淡水湖泊成因的中等成熟油;长4+5、长6 和长7 烃源岩对长4+5 和长6 油藏均有 贡献,但长7 烃源岩贡献最大,长4+5 暗色泥岩的贡献较小。研究区三叠系长7 烃源岩的发现,拓展了鄂尔多斯盆地 延长组长7 有限烃源岩的分布范围,对指导油田的下一步勘探具有重要意义。