振动压实黄土路基变形特性与预测模型

为揭示列车荷载作用下黄土路基变形规律及其影响因素。以西韩城际铁路沿线黄土为例,选择适当的试验参数,研究振次、路基深度和含水率对振动压实黄土路基弹性变形和累积塑性变形的影响和变形量,并提出累积塑性变形预测模型。结果表明：振次增加变形减小,在大于2000后趋于稳定;深度增加变形减小,深度从0.5m增加到3.5m,弹性应变、塑性应变分别减小了87%、94%;含水率增加会增大黄土路基变形7%以上;不同层位的黄土路基累计变形预测模型与实测值相关性超过90%。因此,黄土路基应注重防水排水措施,减少路基不均匀沉降,提升整体稳定性。     

新疆花岗岩物理力学性质的矿物组成和微观结构分析

为分析不同类型花岗岩物理力学性质差异,通过选取不同粒径的新疆花岗岩试样进行电镜扫描和矿物成分测试试验,研究岩石矿物组成和微观结构与其物理力学性质之间关系。结果表明：花岗岩中石英和长石矿物胶结很好而具有孔隙率低和强度高特点;随着粒径增大,花岗岩中云母含量增加,导致粗粒花岗岩的孔隙率较高和强度偏低;通过电镜扫描得出花岗岩微观结构质密,矿物胶结很好,颗粒分布均匀,从而具有孔隙率低和强度高特点,同时由于细粒花岗岩微观结构更质密且晶粒镶嵌紧密而孔隙率最低但强度最高。可见天湖细粒花岗岩体由于质密、低孔隙率和高力学强度的特点更适合作为高放废物地质处置岩体。     

冻融循环作用下泡沫和乳化沥青冷再生混合料损伤特性与细观机理

为了揭示冻融循环作用下泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料的疲劳损伤规律,设计了冻融循环试验方案,基于劈裂强试验、无侧限抗压强度试验、贯入剪切试验研究冻融循环作用对泡沫/乳化沥青冷再生混合料力学性能的劣化影响,以工业CT无损检测技术为研究平台,研究冻融循环作用对泡沫/乳化沥青冷再生混合料微细观空隙级配、空隙直径的影响规律。结果表明,冻融循环作用显著降低了泡沫/乳化沥青冷再生混合料的力学性能,总体上,泡沫沥青与乳化沥青冷再生混合料表现出了基本相同的力学性能,乳化沥青比泡沫沥青冷再生混合料有更好的抗损害性能。随着冻融循环次数增加,泡沫/乳化沥青冷再生混合料的平均空隙直径和最大空隙直径增大,大空隙数目增加,小空隙比例和空隙数目减小,随着平均空隙直径增大,泡沫/乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、贯入剪切强度均呈指数函数关系减小。冻融循环作用下,泡沫/乳化沥青冷再生混合料内部微空隙数目减少、平均空隙直径增大是其力学性能衰减的主要原因之一。     

准噶尔盆地乌伦古坳陷中南部石炭系烃源岩生烃潜力分析

目前已在准噶尔盆地乌伦古坳陷石炭系、二叠系、三叠系和侏罗系等发现了工业油气流或油气显示,这些油气主要来源于石炭系烃源岩。但目前研究区石炭系有效烃源岩分布及生烃演化特征不清楚。笔者对比分析了研究区石炭系不同层段、不同岩性类型烃源岩的生烃潜力和热演化特征。结果表明：巴塔玛依内山组凝灰质泥岩、泥岩和姜巴斯套组炭质泥岩有机质丰度较高,有机质类型以Ⅱ2—Ⅲ型为主,处于成熟—过成熟演化阶段,具有倾气性特征。综合应用地球化学实验数据得出姜巴斯套组烃源岩都是有效气源岩,而目前钻井揭示巴塔玛依内山组烃源岩成熟度偏低,未能达到有效气源岩的标准。通过系统对比研究区与滴水泉凹陷石炭系烃源岩地球化学参数,认识到两地区具有高度相似性。可见准噶尔盆地乌伦古坳陷中南部石炭系姜巴斯套组是一套极具潜力的烃源岩,为下一步油气勘探指明方向。     

准噶尔盆地东部石炭系优质火山岩储层特征及分布规律

为研究准噶尔盆地东部石炭系优质火山岩发育规律,通过野外踏勘、岩心观察、铸体薄片鉴定、孔渗分析、测井及地震分析方法研究了火山岩储层特征及分布。结果表明：石炭系火山岩主要岩性岩相以溢流相安山岩、爆发相凝灰岩为主,其次为溢流相玄武岩、爆发相火山角砾岩;火山岩储层中气孔+溶蚀孔和溶蚀孔+裂缝型孔隙为有利的孔隙组合类型,溢流相玄武岩、安山岩和爆发相火山角砾岩储层物性最好,为优质储层发育岩性;优质火山岩储层发育受火山喷发环境、岩性岩相及后期构造改造综合控制,火山岩喷发环境决定了储集空间的发育程度与规模,水上喷发环境造成火山岩原生气孔较为发育,后期淋滤溶蚀改造较为强烈,因此水上喷发环境的火山岩储集性能要好于水下喷发环境;石炭系火山活动具有沿断裂呈串珠-中心式分布的特征,受到构造活动影响,靠近断裂的储层发育有大量的裂缝,对火山物性的改善至关重要,靠近断裂还可沟通烃源岩与储层,为后期有机酸溶蚀创造有利条件。可见准噶尔盆地东部石炭系火山岩油气勘探潜力巨大,火山岩储层中靠近断裂的水上近火山口爆发相和水下近火山口侵出相是最有利储层发育带,有利的火山岩区带主要分布在准噶尔盆地东部滴西地区、五彩湾地区和东部大井地...     

废弃铁矿老采空区赋存特征及稳定性评价

为准确探明废弃铁矿老采空区的赋存特征,科学评价采空区稳定性,有效防控地表塌陷灾害,以济南市顿丘铁矿老采空区为工程背景,研究了废弃铁矿老采空区赋存特征及稳定性。通过开展地球物理勘探和钻孔钻探,获得采空区的平面及层位分布,构建老采空区三维地质模型,实现采空区赋存特征的立体展现;采用采空区地表变形监测、临界载荷影响深度计算和采空区深厚比分析3种方法评价老采空区稳定性。结果表明：顿丘铁矿2#矿体群开采形成的采空区平面面积为4 992.5 m²;采空区分为采空纯空区和采空回填区2种形式,层数为2～4层,埋深为38～152 m,厚度为1.6～45.7 m,其中,纯空区最大厚度为10.8 m; 2#矿体群开采形成的采空区整体稳定性较差,存在塌陷风险。可见研究方法和结果对铁矿老采空区探测和治理具有一定指导意义。     

滇东典型煤矿区地表水地下水化学特征及控制因素

以滇东典型煤矿区不同水体为研究对象,分析其水化学特征及控制因素,为水资源保护与利用提供理论依据。2020年8月采集水样42组,运用 Piper 三线图、Gibbs 图、因子分析以及离子比例系数法,分析了研究区不同水体水化学特征及其影响因素。 结果表明：研究区地表水pH均值为8.42,呈弱碱性,TDS变化范围为140~828 mg·L?1,阳离子以Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3?、SO42?为主,水化学类型从HCO3?Ca过渡为HCO3?Ca·Na、HCO3?Na和HCO3·SO4?Ca·Na型;地下水pH均值为7.55,呈中性,TDS变化范围为60~620 mg·L?1,阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO3?为主,水化学类型为HCO3?Ca和HCO3?Ca·Mg型;矿井水富集Na+和SO42?,水化学类型为HCO3?Na、SO4?Ca型。研究区水体水化学特征受岩石风化作用、阳离子交换作用和人类活动等因素的共同影响。水体中Ca2+、Mg2+和HCO3?主要来源于碳酸盐岩的溶解, HCO3?还受到硅酸盐岩溶解的影响;SO42?来源于石膏的溶解和煤系地层黄铁矿的氧化,而Na+则受采煤废水排放及阳离子交换作用的影响。总体上,地表水主要受矿业活动影响,基岩裂隙水主要受农业活动的影响,而岩溶地下水受人类活动影响有限。提取了研究区地下水3个主因子,累计贡献率达82.06%,分别代表碳酸盐岩溶解和矿业活动、硅酸盐岩溶解和阳离子交换作用以及农业活动的影响。     

水工隧洞衬砌底板缺陷诱因及其对结构安全的影响分析

水工隧洞长年运行会出现裂缝、磨损、掉块、冲坑等缺陷,极大影响工程安全。针对水工隧洞衬砌底板冲坑产生的原因及其对结构安全的影响问题,开展隧洞断面水力特征参数的数值模拟,从水力学角度分析衬砌底板冲坑产生的原因,并开展运行和检修工况下不同冲坑深度对衬砌结构受力的影响分析,结合监测数据与模拟成果对冲坑所在位置截面承载能力进行验算,结果表明：隧洞底板流速与紊动能均较大,在运行过程中受高速水流冲蚀作用最强,也最容易产生破坏。冲坑形成后主要对隧洞底板和边墙弯矩的对称性及数值影响较大,对轴力及剪力影响较小。受内外水压力控制的差异,相对于检修工况,运行工况下冲坑对结构安全的影响更加明显,冲坑导致截面抗弯刚度显著减小,随着冲坑深度增加,抗弯承载力逐渐减小,工程运行中应重点关注运行工况下底板混凝土的冲刷情况。     

发动机吞水试验用喷水装置管路调控特性试验分析

针对发动机吞水试验用喷水装置的供水系统,需满足不同状态下差异较大的供水量需求。通过进行阀门特性试验,阀门开度在20%~100%范围内变化时,供水流量有较大变化的同时供水压力也有很大变化,从而不利于水滴粒径的有效控制。通过开展不同喷嘴数量条件下的调试试验,对管网调控特性进行分析,对于回水阀开度大于55%时的某一特定开度,随着喷嘴数量的增大,供水压力基本不变,而喷水流量随之增大;对于回水阀开度小于55%的某一特定开度,随着喷嘴数量的增多,供水压力有所减小,而喷水流量随之增大。因此采用阀门调节与喷嘴数量调整结合的调节方式,可将不同工况的供水压力控制在400kPa以上,试验过程中的影像记录及水滴粒径测量结果表明,可将水滴粒径有效控制在2mm以下,满足相关标准要求。     

绿茶制备纳米铁在饱和多孔介质中的迁移特性及影响因素

绿茶还原制备纳米铁颗粒(GT-NIPs)由于成本低,对环境二次污染风险较小,在地下水环境修复中具有较好的应用前景。为研究GT-NIPs在饱和多孔介质中的迁移特性及影响因素,通过批试验和一维模拟柱试验,分析GT-NIPs颗粒沉降及迁移情况,并计算其最大迁移距离。结果表明：GT-NIPs在乙醇溶液中具有较好的悬浮稳定性,2000min内,相对吸光度保持在0.95以上;在石英砂介质中,GT-NIPs迁移能力随介质粒径的增大而增强,其在粗砂中的截留量仅为在中砂和细砂中的1/2和1/3;离子强度及二价阳离子对GT-NIPs运移影响较小;粘土矿物促进了GT-NIPs在介质中的沉积,使其截留率增加了1倍;GT-NIPs在天然砂中的迁移能力大幅降低,出流率较在石英砂中降低了36.67%;利用滤床理论模型对GT-NIPs的最大迁移距离进行预测是合理且符合实际的,其在不同介质条件下的最大迁移距离约为1~5m。