电阻及其微观机理

电阻是金属的最赋有表征性的特性。认识“电阻”的关健环节是电子散射机构问题。本文围绕着这一关键问题,对比了现代能带论与经典理论,并且用能带论更新了“电阻”的经典概念。     

深部煤层气储层微观结构及储渗机理

采用扫描电镜观察了北京大安山煤矿和阜新五龙矿煤层气储层样本的微观结构,分析了煤层孔隙和裂隙的类型、大小、连通等结构特征及结构与煤层气储集和渗流间的关系,运用图像处理技术,基于扫描图片提取并分析了煤层孔隙度.结果表明:北京大安山煤矿煤层气储层样本是典型的低孔隙度、低渗透性储层,以微孔隙、极微孔隙、微裂隙、极微裂隙为主;阜新五龙矿煤层气储层样本是典型的高孔隙度、高渗透性储层,孔隙类型多样,存在大孔、大裂隙,孔隙之间和孔、裂隙间连通性好,十分利于煤层气的渗流和产出;煤层中孔隙较多、孔径适中的结构有利于煤层气的吸附储集,煤层中大孔和裂隙有利于煤层气的游离储集,煤层中裂隙延伸长而宽,孔隙间连通,孔、裂隙相沟通的结构有利于煤层气的渗流和运移.     

特低渗油藏生产井初始含水率高的微观机理

特低渗油藏的生产井初始含水率要比中高渗油藏的高,而且生产井开井生产后含水率有一段时间的下降。对流体流动的微观机理进行了分析。结果表明,在特低渗油藏,钻井和压裂过程造成的水锁效应使地层原油难以流动;贾敏效应的存在阻塞了油流的通道;地层微裂缝的开启与闭合、启动压力梯度的存在导致生产井初始含水率较高;岩石物性特征决定了油藏的初始含水饱和度高,进而使初始含水率比较高。     

含水率和干密度对青海重塑黄土强度影响研究

为了研究含水率和干密度对青海地区非饱和黄土抗剪强度的影响,采用应变控制式三轴仪对不同含水率、不同干密度条件下的重塑黄土进行了常规三轴剪切试验。结果表明:随着干密度的增加,土样的变形曲线由应变硬化到应变软化转变,并且随含水量增加,曲线形式逐渐以应变硬化为主;相同含水率条件下重塑黄土的黏聚力及内摩擦角均随其干密度的增大而逐渐增大;相同干密度下重塑黄土的内摩擦角随含水率的增大而增大,呈线性变化。对以上关系曲线通过回归分析后得到的方程相关性较高,能够较为准确的反映黄土的强度变化规律。     

含水率和干湿循环对原状黄土变形特性的影响

为研究含水率和干湿循环对原状黄土变形特性的影响,采用室内固结试验结合理论分析的方法进行分析,研究结果表明:在同一垂直压应力下,原状黄土的应变量随含水率的提高而逐渐增加,割线模量随含水率的提高而下降;含水率相同的黄土随垂直压应力的增大,其应变量和割线模量均增加,但变化的速度逐渐减慢;黄土的割线模量随干湿循环次数的增多而减...     

玄武岩纤维加筋黄土力学性质及微观机理研究

为探究玄武岩纤维应用于黄土加筋的作用机理,本文采用三轴试验和电镜扫描试验分析了玄武岩纤维尺寸、掺量、含水率等因素对加筋黄土试样的偏应力—应变曲线、抗剪强度指标及微观结构的影响。结果表明：(1)不同纤维尺寸加筋作用下,试样偏应力—应变曲线变化趋势相似,且试样抗剪强度随掺量的增加均呈现先增加后减小的趋势,但各自所对应的最优掺量有所区别。(2)试样抗剪强度的提高主要体现在土体黏聚力的提高,内摩擦角变化不明显。(3)加筋土样中土颗粒与纤维的接触形式及纤维的受力特点与纤维的尺寸及掺量有关。(4)纤维的加筋效果由多种因素相互作用所决定,当纤维尺寸为12 mm,掺量为0.4%时加筋效果最优。玄武岩纤维合理掺加可有效增强黄土抗剪强度,改变土体微观结构。     

横泉地区黄土含水率变化特点

通过对横泉地区黄土的颗粒分析、含水率的测定及黄土溶液电导率的测定。系统地研究了黄土层含水率的变化特点，初步认识到在同一黄土剖面上，土壤质地是决定含水率大小的重要因素，在富含气体的黄土层中，黄土含水率的变化与粘土颗粒含量具有明显的正相关关系，含水率与电导之间从上到下呈波动关系。     

黄土滑坡与黄土洞穴的相关性及其相互作用机理

在分析黄土滑坡和黄土洞穴的区域分布、微地形地貌分布、形成时间相关性的基础上,发现滑坡体上洞穴发育密度和发育程度明显增大;进一步分析滑坡对黄土洞穴的影响,认为滑坡体上节理裂隙的强烈发育为洞穴的形成提供了物质搬运空间、堆积空间以及渗流通道.滑坡改变了地面的坡形、坡度以及水力条件,使得滑坡的后缘、侧壁以及前缘等地段容易形成黄土洞穴.黄土洞穴对黄土滑坡的主要影响是可以加速冲沟发育、加剧坡体局部破坏、改变坡体的渗流条件,从而诱发滑坡发生以及古滑坡复活.     

含水率对边坡土性及其稳定性的影响

试验研究了不同含水率时边坡土体黏聚力和内摩擦角的变化规律,并在Matlab7.0中编程和FLAC3D数值模拟,分析含水率对边坡稳定性的影响。结果表明:内摩擦角随含水率w的增大而呈指数函数降低,粘聚力c随含水率w的增大按照Gaussion函数先增大后减少;边坡稳定性系数随边坡土体含水率增大而变化,总体趋势为先减小,后增大,增大到峰值后又急剧衰减;相同含水率时,土体初始重度越大的边坡,其边坡稳定性系数越小。     

微观特征对成形性能影响的机理研究

本课题是国家“七五”科技攻关项目“薄板成形性能研究”中的子课题之一,其目的在于研究冷轧薄板生产过程和冲压过程中微观特征及其变化过程,找出影响成形性能的主要因素,为改进冷轧薄板的生产工艺,提高冷轧薄板的成形性能提供理论依据。 课题完成了成分、晶粒度、夹杂对成形性能的影响研究。对08A1、WP22、SPCEa的成分、晶粒度和夹杂物的尺寸、数量和分布对形成性的影响进行了系统的分析和研究,提出了对深冲钢08A1冶炼的成分最佳控制范围。完成了冷轧压下率、退火工艺对厂值和织构影响的研究。通过对08A1、WP22热轧板进行50％～84％压下率的冷轧实验和多种不同退火制度进行再结晶退火,得到了最佳冷轧和退火卫艺制度。完成了复杂应变路径下极限应变的变化和机理研究,通过对夹杂物、成形极限曲线、织构的分析,提出了复杂路     

膨胀剂和含水率对预拌补偿收缩混凝土微观结构的影响

为研究膨胀剂和干拌混合料含水率对预拌补偿收缩混凝土微观结构的影响,进行了贮存期为7 d,5种膨胀剂掺量（0％、4％、6％、8％和10％）,3种含水率（0．5％、1．0％和1．5％）情况下的预拌料混凝土微观结构试验。结果表明：当膨胀剂掺量为0％到6％时,随着膨胀剂掺量的增加,针棒状钙矾石 AFt 晶体在混凝土内部的孔洞和微裂缝中不断生长,且和 C-S-H 凝胶逐渐搭接在一起形成相互交错的网状结构,C-S-H 凝胶和 Ca（OH）2晶体间构成的微界面及内部大量空隙被填实,混凝土孔隙率减小,形成了较为均匀密实的连续体;当膨胀剂掺量为8％和10％时,在混凝土内部除致密的胶凝连续体和原有的裂缝外,会产生由于膨胀性能过大引起的新微裂缝,且随膨胀剂掺量的增加,新微裂缝的尺寸也有所增大,导致混凝土的孔隙率增加。随着干拌混合料含水率的增加,混凝土中凝胶数量相对减少,且和 Ca（OH）2晶体的黏结性逐渐下降,孔洞的数量和尺寸增加,导致孔隙率增大,密实度下降。     

透水石湿度对黄土湿陷性试验的影响机理

运用概化模型，根据毛细水的运移规律，解释了其机理，分析了透水石的湿度与湿陷试验中黄土变形之间关系。结论认为，湿陷性试验中透水石和滤纸均必须是干燥的才能保证所测定的湿陷系数的精度。     

碳化对水泥固化铅污染土物理力学特性的影响及其微观机理

水泥固化重金属污染土在服役过程中会受到周围环境的长期物理化学侵蚀,其中二氧化碳碳化作用是影响水泥材料耐久性的一个重要因素.为确保重金属污染场地二次开发利用的安全性,通过室内加速碳化试验研究了碳化作用对水泥固化铅污染土性能的影响规律.人工配制铅污染土,采用水泥固化后进行加速碳化试验,测试碳化后试样的碳化深度、含水率、密度、强度和孔隙溶液pH值等指标,分析碳化作用对固化土各物理力学特性的影响规律,并对比分析碳化与否时固化土的矿物成分和微观结构特征.试验结果表明,固化土的碳化深度与碳化时间平方根呈近似线性关系;碳化反应消耗一定量的水分,生成碳酸钙填充于孔隙,导致碳化后试样的含水率和孔隙率降低,干密度增加;碳化作用还导致孔隙溶液pH值从11～12降低到8～9;碳化后固化土的无侧限抗压强度和变形模量均得到增长,强度增加约6%～40%,试样无侧限抗压强度与基质干密度近似线性相关,变形模量与无侧限抗压强度也呈近似线性关系,变形模量约为无侧限抗压强度的75～100倍.TGA、XRD和SEM试验从矿物成分变化和微观结构特征方面证实了碳化作用后水泥水化产物水化硅酸钙、钙矾石和氢氧化钙等向碳酸钙转化的现象,...     

替代率对再生混凝土抗压强度影响的微观机理研究

为研究替代率对再生混凝土抗压强度影响的微观机理,本文对6种不同替代率的再生混凝土进行抗压试验、骨料分布试验,探究了其抗压强度随替代率变化的基本规律,同时利用Fourier变换红外光谱(FTIR)、电镜(SEM)和压汞法(MIP)分析该变化规律的微观机理。结果表明,随着替代率的增加,再生混凝土抗压强度呈现逐渐下降的规律。再生混凝土水化产物C-S-H凝胶和Ca(OH)₂逐渐减少,阻碍了其水化发展。再生混凝土内部孔洞数量及有害孔累计孔体积百分比增大,且孔隙率升高,进而导致其抗压强度降低。基于试验结果建立了适用此类再生混凝土在不同替代率下抗压强度的计算公式。     

构造运动对煤储层控气性影响

在探讨煤储层控气因素的时候,贯穿于煤层形成,演化整个过程的构造运动必然成为研究的主体。现通过对断裂运动的简要分析,结合时各个控气因素的影响机制解析断裂运动对煤储层控气性的影响。     

延迟时间对粉煤灰改良黄土力学特性影响及机理分析

延迟时间对改良土现场施工具有重要意义。通过设计不同延迟时间下粉煤灰改良黄土的击实试验、无侧限抗压试验及直接剪切试验,研究分析延迟时间对粉煤灰改良黄土路基填料力学特性的影响,并通过扫描电镜试验对粉煤灰改良黄土的微观机理进行初步探讨分析。结果表明,随着延迟时间的增大,粉煤灰改良黄土的最大干密度先增大后减小,最优含水率呈先增大,接着变缓后又增大的趋势;无侧限抗压强度和直接剪切后强度均随延迟时间的增大逐渐减小,且与延迟时间有良好的线性拟合关系;改良土的粘聚力随着延迟时间的增大而减小,内摩擦角先增大后减小,且粘聚力的减小程度较内摩擦角大。微观结构分析得出,随着延迟时间的增加,改良土整体结构松散程度逐渐变大,由原来的大颗粒的团粒逐渐成为散粒。     

马氏体体积分数对铁素体马氏体双相组织机械性能的影响规律及其微观机理

本文在较系统地研究了马氏体体积分数(f_M)对B2F和20C,钢铁素体马氏体双相组织机械性能影响规律的基础上,采用扫描电镜拉伸状态下的动态观察、断口形貌与金相组织对应观察,并配合透射电镜分析,对不同马氏体体积分数的双相组织变形行为、裂纹的萌生和扩展及其同金相组织间的对应关系,做了比较细致地直接地试验观察和分析,对其断裂机理提出了看法,并对其宏观机械性能的变异规律给予机理上的解释.     

基于核磁共振技术的黄土内部孔径分布对逾渗特性的影响

黄土的逾渗特性作为黄土渗流中比较特别的性质,它涉及到了黄土渗透性突变的特殊问题,其重要性是毋庸置疑的。研究黄土内部的孔径分布对逾渗特性的影响可以为工程中的某些渗流问题提供理论依据与实践价值,然而前人的研究往往忽视了这部分内容。基于此,本文展开了一组原状黄土和两组重塑黄土的试验研究:采用变水头试验分析黄土渗流过程中的逾渗现象,然后利用核磁共振技术对三组试样进行孔隙分布评价,最终分析孔径分布对于黄土逾渗特性的影响。试验结果表明:（1）原状黄土由于原生结构较好,孔隙大小的分布较重塑黄土更为集中,孔径集中在0.011~ 0.11 μm的中孔隙最多;重塑黄土由于丧失了结构性,部分土颗粒会产生黏聚,从而导致土体内的微孔与大孔的比原状黄土多。（2）由于原状黄土孔隙更为集中,内部孔隙更不容易透水,所以更容易达到临界状态从而使得渗透性发生逾渗,原状黄土的临界水头比相同干密度的重塑黄土更高。而重塑黄土则是干密度越大,孔隙率越低,孔隙越小,临界水头越高。试验利用方便快捷的核磁共振技术,首次分析了黄土内部孔径分布对黄土逾渗特性的影响,富有创新性,试验可靠性高,成果可为黄土重大工程的基础建设中的有关渗流问题提供建议。     

大断面高含水率黄土隧道数值计算

针对宝兰线大断面高含水率黄土隧道施工,通过对不同埋深及不同含水率情况下的进尺、开挖步序、核心土长度、竖撑形式、封闭距离等工况进行数值计算。通过变形结果对比分析可知:在黄土隧道中,随着开挖进尺长度的增加,拱顶及拱脚沉降量也相应增大;但增加的幅度有限。低含水率下的开挖变形受进尺影响较高含水率更为明显。核心土对控制变形非常明显,在高含水率中效果更为明显。核心土长度为5 m时,对沉降控制最为有利,能够减小沉降10%~20%;其中含水率越高越明显。核心土长度大于5 m后,对控制变形的作用将减小。竖撑形式对沉降的控制作用与埋深关系不大,竖撑减小沉降的作用随着含水率的增加更为明显。仰拱封闭距离对沉降影响非常大,随着仰拱封闭距离的增加,沉降量显著增大。对于黄土隧道,尤其是高含水率的黄土隧道,早封闭对控制沉降变形极为有利。     

基于SEM方法分析干湿和冻融循环对黄土微观结构的影响

为了研究高速公路边坡坡面表层剥落成因,在某高速公路K700+200处提取Q₃原状黄土进行室内试验,并考虑季节交替对黄土微观结构的影响.研究中采用扫描电镜(SEM)分别对0次、1次、5次、10次、20次干湿和冻融循环作用后的试样进行了SEM检测,对比并分析经过不同干湿循环和冻融循环次数后所得扫描电镜图像的变化规律.利用IPP图像处理软件,对土骨架和孔隙形态进行分析,获取经过不同次数的干湿循环和冻融循环作用后的面孔隙度、平均孔径、孔径分形维数的变化规律,定量分析不同干湿和冻融循环次数后土体微观结构的变化.分析结果表明:干湿循环和冻融循环对土的微观结构有较大影响,揭示了黄土边坡坡面表层剥落与干湿循环与冻融循环密切相关.