冻融循环作用下碱激发矿渣浆体孔结构变化试验研究

为了探究在不同冻融环境下碱矿渣浆体孔结构的演化规律,采用硅酸钠激发矿渣粉制成碱矿渣试样(水胶比为0.4和0.5),分别以碱溶液和去离子水为冻融介质进行冻融试验.采用氮气吸附法和压汞法研究了不同冻融水环境下碱矿渣浆体孔结构的演变情况,采用了X射线荧光光谱分析研究了离子的浸出作用.结果表明,冻融循环作用主要使碱激发矿渣浆体产生了空间狭窄而具有较大表面积的孔隙,即裂隙孔和微裂缝等,主要分布在2～10 nm范围内.以碱溶液为冻融介质的试样的抗冻性明显优于以去离子水为冻融介质的试样,碱溶液对碱激发矿渣具有养护作用;以去离子水为冻融介质的试样因内外高浓度差而会产生离子浸出作用,进而破坏了孔溶液环境,产生了更大程度的冻融损伤.     

掺CWCPM混凝土的冻融损伤机理及演化模型

建筑垃圾的大量堆积和冻融破坏作用导致的混凝土耐久性衰减是目前土木建筑工程领域面临的两大严峻挑战。为提高建筑垃圾再生利用率,并从本质上揭示掺建筑垃圾(废砖粉)复合粉体材料(CWCPM)混凝土的冻融损伤演化机理,采用室内加速试验和理论分析相结合的研究方法,分析不同因素对混凝土宏观抗冻性能劣化规律的影响,并采用多因素分析方法建立掺CWCPM混凝土的冻融损伤演化模型。借助微细观测试手段,分析冻融过程中掺CWCPM混凝土微观形貌及孔结构的损伤演化规律,揭示混凝土冻融损伤演化机理。结果表明:随水灰比、冻融循环次数的增加和盐溶液的加入,混凝土冻融损伤破坏程度增加;CWCPM的掺入提高了混凝土的抗冻性能,与基准试件相比,50次冻融循环后,掺30%CWCPM混凝土的单位面积剥蚀量降低27.1%,抗压强度提高6.2%;基于宏观试验结果建立的冻融损伤演化模型可较好地预测混凝土抗冻性能。由混凝土微细观试验结果可知,掺CWCPM混凝土的冻融损伤的实质是其内部微观结构逐渐松散、孔结构逐渐劣化的物理变化过程,是试件内部裂纹、孔隙等缺陷产生、扩展直至破坏的损伤积累过程。     

南岭亚高山泥炭地现代有壳变形虫环境指示意义的初步研究——以湖南省大坪泥炭地为例

南岭亚高山泥炭湿地在维持华南亚热地区生态系统和区域水平衡中起关键作用,但在这一区域的古环境定量重建工作还未有系统展开.有壳变形虫是古环境定量重建的有效代用指标.本文以南岭西部的湖南大坪泥炭为例,选取23个样品点,初步开展了该地区现代有壳变形虫的种类组成变化鉴定工作,通过多元统计分析发现,水位埋深(water-table depth, WTD)是影响本地区有壳变形虫种类组成变化的最主要环境因子,这一结果与国外其他地区的研究结果相一致.据此,利用国际上广泛使用的生物-环境因子转换函数模型,初步构建了本研究区域现代泥炭湿地有壳变形虫-水位埋深转换函数关系.研究结果表明,所有转换函数预测的水位埋深与实测水位埋深都呈一定的相关性,但受制于本次采样面积小、鉴定样本量较少和水位环境梯度较窄的条件下,转换函数的预测性能还比较差.此次工作可为将来系统开展华南亚热带地区高山泥炭湿地的古水文定量重建工作奠定宝贵的基础数据.     

活性炭纤维在热处理过程中的结构变化及电化学性能

对黏胶基、沥青基和聚丙烯腈基活性炭纤维这3种典型的活性炭纤维进行不同温度的热处理,热处理温度范围700～2 800℃,通过氮气吸附法、X射线衍射、元素分析和电阻率测试等分析方法详细考察了温度对活性炭纤维的孔隙结构、微晶结构、元素组成和电导率的影响,并研究其在无机体系和有机体系下作为超级电容器电极材料时电化学性能的变化。研究结果表明:活性炭纤维在经过热处理后,比表面积随着热处理温度的升高先增大后减小,当温度高于1 200℃时,炭纤维层间距不断减小,微晶尺寸逐渐增大,石墨化度有所提高,电导率逐渐增大,电容性能在一定温度热处理后得到较大提升。     

基于积分分离式PID控制的耕深调节系统研究

耕作过程中保持耕深稳定是提高耕作质量的重要措施之一.以小型耕耘机的后悬挂旋耕部件为研究对象,提出了一种基于积分分离式PID控制的耕深自动测量和调节的系统,采用双倾角传感器检测耕深,消除了田块自身与绝对水平面倾角的误差影响,通过在误差信号的处理中使用积分分离式PID控制算法,利用Simulink中的SimHydraulic模块对耕深控制系统进行动态仿真研究,与未加入PID控制算法时的仿真结果进行比较,发现几乎消除了系统的耕深超调现象.同时,将响应时间由4.0s左右缩短到1.4s左右,使耕深控制系统的动态响应达到较好的效果.田间试验结果表明,当耕深设定为10cm和16cm时,实测耕深稳定性变异系数分别为6.05%和3.54%,均低于10%,达到了农业机械作业标准所规定的旋耕作业农艺要求.     

苏里格气田马家沟组膏模孔型储层特征及成因

含“膏模”孔泥粉晶云岩是鄂尔多斯盆地马家沟组上组合地层重要储集岩类型，其形成时间和成因对于该类型储层的认识具有重要意义。研究利用苏里格东区丰富的取芯资料，根据岩芯、薄片等观察手段，结合常规物性测试分析，综合研究含“膏模”孔型储层特征及其成因。结果表明，“膏模”孔主要发育于泥粉晶白云岩中，位于向上变浅序列中部，常可见未充填—半充填型与全充填型两类。储层特征方面，该类储集岩主要发育“膏模”孔充填残余孔、渗流粉砂间微孔和基岩晶间溶蚀微孔3类储集空间，物性测试显示储集性能优越，平均孔隙度可达5.34%，平均渗透率为1.02 mD。纵向沉积序列显示“膏模”孔发育受沉积旋回控制，旋回中部“膏模”孔内存在溶蚀，内为云质渗流粉砂充填，旋回顶部具有暴露特征，且可见下一次海侵泥质灌入岩溶系统内，各类特征均指示“膏模”孔形成与准同生期岩溶相关，即“膏模”孔形成于准同生期，而非传统认识的表生阶段。     

超长隧道面临的挑战与思考

 随着交通强国战略规划的提出和全面实施，中国的隧道及地下工程建设也迈入一个全新的时代。根据中国目前的隧道建设水平，本文引入了超长隧道的概念，介绍了修建不同超长隧道需要面临的技术挑战，并展望了一些关键技术的发展趋势。     

深层碳酸盐岩储层有机酸深穿透酸压工艺

利用常规酸液体系对深层碳酸盐岩储层进行酸压改造时面临着酸蚀缝长短、导流能力递减快等问题。为实现这类储层的高效改造,对有机酸、胶凝酸等不同的酸液体系获得的有效作用距离及长期导流能力进行实验研究。对比不同酸液体系的酸岩反应动力学方程,可知相较于胶凝酸,有机酸有效作用距离能提高10倍以上,但有机酸在低闭合应力(10 MPa)和高闭合应力(60 MPa)下长期导流能力均低于胶凝酸液体系。为在实现酸蚀裂缝长有效缝长及高导流能力,提出了"有机酸+胶凝酸"注入方式,先用有机酸进行远端刻蚀,再用胶凝酸提高近井导流能力。并对典型井优化,得到施工排量8～10 m~3/min,施工液量850～950 m~3,施工段塞在2～3段能取得较好的酸压施工效果。     

裂缝发育的特低渗透砂岩储层特征

裂缝的发育对特低渗透砂岩储层有重要影响。基于室内实验数据,从孔渗关系、微观孔隙结构、应力敏感性及油水两相渗流等角度对裂缝发育储层的特征进行了分析,结果表明:与裂缝不发育的储层相比,相同孔隙度下裂缝发育储层的渗透率更高,孔隙度10%~20%时,裂缝发育储层渗透率约为裂缝不发育储层的3~5倍;渗透率相同时,裂缝发育储层喉道半径分布范围更宽,大尺寸的喉道比例更高,主流喉道半径更大,渗透率主要由大喉道贡献;裂缝发育储层应力敏感性更强,有效应力增大引起的渗透率损失约为裂缝不发育储层的2~3倍;裂缝发育储层束缚水饱和度和残余油饱和度均较高,两相共渗区范围窄,随着含水饱和度的增大,油相曲线急剧下降,水相曲线上凸型快速抬升,且幅度很大,无水采油期很短且期内采出程度低,见水后含水率急剧上升,最终采收率很低。     

收缩式角孔通道对板式换热器流动均匀性的影响

针对传统板式换热器流道之间流量分配不均的问题,提出新型收缩式角孔通道结构。按照收缩式角孔所处位置的不同,建立入口设置、出口设置、入口和出口同时设置收缩式角孔通道的板式换热器物理模型;通过全三维数值模拟,以水为流动介质,研究具有收缩式角孔通道结构的板式换热器流量分布特性和流动均匀性;利用相对标准差对板式换热器整体流动均匀性进行评价。结果表明:传统板式换热器入口角孔通道末端存在涡流区,通过入口设置收缩式角孔通道结构有效避免了涡流区的产生,使得流场分布均匀;与传统板式换热器相比,入口设置收缩式角孔通道的板式换热器相对标准差减小16.7%～28.7%,并且随流量变化稳定。