基于GIS对钙质结核土微观结构定量分析研究

文章研究通过运用地理信息系统(GIS)及数字图像处理技术对安徽平原的钙质结核土进行图像分析、处理,进而提取钙质结核土的各种定量参数,如钙质结核的形状、大小,钙质结核的周长和面积等一些相关指标。探索基于GIS数据图像处理技术在钙质结核土分析研究中的可行性和有效性方法;进而为获得安徽淮北平原地区钙质结核土的微观参数以及对钙质结核土的各物理力学指标的变化规律的研究提供新途径和快捷的方法。     

淮北平原钙质结核土的结构类型和成因分析

钙质结核土是淮北平原常见的区域性特殊土,有着独特的形成机理和分布规律。文章通过地质调查、勘察和室内外试验资料的综合分析,并参阅工程地质勘察报告和专业文献资料,对淮北平原钙质结核土的结构类型进行了研究,分析了区内钙质结核土在水平区域分布和垂直分布上的特点;结合成土原理、矿物结晶学和微观组织热力学,分析了钙质结核的形成原理,得出钙质结核土是成土作用和成岩作用共同参与的结果;同时分析了不同成因方式带来的钙质结核土结构和分布上的差异。所得结果对于研究钙质结核土的工程性质具有重要意义。     

钙质结核土缩尺试验压缩系数修正方法研究

为了研究钙质结核土缩尺试样的压缩特性及其参数的修正方法,本文提出适用于钙质结核土的缩尺方法,并对比分析不同钙质结核质量分数的钙质结核土大型压缩试验和缩尺试验下的压缩性,对缩尺试样的压缩系数进行修正。结果表明：对钙质结核土使用相似级配法混合等质量替代法进行缩尺,可以获得适用于常规试验仪器的钙质结核土试样;在相同的钙质结核质量分数条件下,大型压缩试样压缩性普遍大于缩尺试样压缩性;修正后的压缩系数可以较好地反映钙质结核土的压缩性能,与工程中采用的压缩系数相比,更接近土体的天然性质。     

钙质结核土及其大型直剪试验研究

淮北平原钙质结核土是一种区域性特殊土,其工程地质性质领域的研究基本处于空白状态。其力学特性研究的开展,受到钙质结核的限制,传统小型试样的室内试验制样困难,甚至根本无法开展试验。文章采取和制作了多组钙质结核土原状和重塑土样,进行了大型直接剪切试验;分析了原状钙质结核土的级配特征,获得了原状土样的强度指标,并根据重塑土样的试验研究了土体c、φ值之间的变化关系。     

淮北平原钙质结核土与高氟地下水成因关系分析

淮北平原第四系地下水丰富,是区域内主要的生活、生产水资源之一。淮北平原土壤类型主要是钙质结核土和黄泛冲积物形成的新近沉积粉土,土壤母质均富含碳酸钙和氟。文章研究了钙质结核土及高氟水的区域分布;在分别探讨钙质结核土和高氟地下水成因的基础上,从土层性质、气候、水文地质等方面探讨了两者在形成过程中的关系;分析了F-与K+、Na+、Ca2+的相关关系,从而探讨了钙质结核土对高氟地下水形成的促进作用。     

非风成陆相土状堆积层中垂直节理和钙质结核的粗浅分析

一、前言较长时间来,一些文献把陆相土堆积层的垂直节理和钙质结核。看作是干早—半干旱气候区风力堆积层的特证,例如成都粘土,曾有一些文献主要依据其含有钙质结核事实,论述其属风力沉积。产生这个错觉的原因之一,是风成黄土垂直节理和钙质结核,发育良好,分布普遍,广为地质、地理学者所知,而非风成陆相土状堆积层内的垂直节理和钙质结核,未闻有过报导。另外,普通地质学、动力地质学、第四纪地质学和地貌学等教材,对风成黄土所具有的垂     

含裂隙红黏土土水特征与强度特性研究

红黏土边坡在干湿循环作用下极易产生裂隙,裂隙发育将对土体水力学特性及强度造成不利影响,从而降低边坡稳定性。以长沙红黏土为研究对象,制备具有不同裂隙数量的红黏土试样,开展了渗透试验、土水特征曲线试验和直剪试验,揭示了红黏土饱和渗透系数、土水特征曲线和抗剪强度指标随裂隙数量和干密度的演化规律,建立了相应函数表达式。结果表明：红黏土渗透系数量级为10^-5～10^-7 m/s,饱和渗透系数随干密度的增加而减小,随裂隙数量的增加呈指数型增长,裂隙增加5条,饱和渗透系数提高66.4倍;干密度低和裂隙数量多的试样饱和体积含水率更高,脱湿过程中体积含水率随基质吸力降低速率更快,残余含水率更低,持水能力更差;红黏土抗剪强度指标与干密度呈正比,与裂隙数量呈反比,当干密度增加0.28 g/cm³,黏聚力和内摩擦角分别提高2.35倍和0.94倍,而当裂隙增加5条,黏聚力和内摩擦角分别降低57.09%和49.59%。     

考虑干缩裂隙动态变化的优势流入渗模型

为解决定量评估干缩裂隙优势流的难题,基于双孔隙域入渗理论,将开裂土体分为裂隙两侧基质域、裂隙底部基质域与裂隙域三部分,结合Green-Ampt入渗模型,提出了一种考虑干缩裂隙动态变化的优势流入渗模型,并基于该模型探讨了降雨强度、裂隙初始面积率及裂隙深度对土体两域积水时间、优势流入渗量及入渗深度的影响规律。结果表明:干缩裂隙产生的优势流入渗量占总降水量的73.4%~91.4%,入渗深度为裂隙深度的3.1~7.2倍;降雨强度增大将缩短土体基质域积水时间,增大优势流入渗深度;降雨过程中干缩裂隙面积率减小使优势流入渗量减小;裂隙初始面积率增大使两侧基质域入渗量减小,优势流入渗量增大但入渗深度减小;裂隙深度增大使裂隙域积水时间延后,优势流入渗深度增大;模型计算结果与干缩裂隙实际入渗规律相符, 同时避免了为裂隙域赋水力学参数带来的误差与不便。     

昆明呈贡石灰岩及玄武岩上覆红黏土干缩裂隙对比试验研究

为了对比昆明2种不同红黏土的干缩裂隙性,通过室内干燥试验,研究昆明呈贡石灰岩及玄武岩上覆红黏土饱和泥浆样的水分蒸发、干缩裂隙的形成和演化、表面干缩裂隙结构形态。结果表明：石灰岩上覆红黏土(S1)及玄武岩上覆红黏土(S2)的蒸发曲线分为4个阶段,干缩裂隙的形成和演化分为5个阶段;S1的最大蒸发速率、常速率阶段的平均蒸发速率比S2的大,S1的常速率阶段、干燥完成时间比S2的短,减速率阶段比S2长,S1的最终含水率比S2的小;S2的开裂速度快,更容易开裂,但S2的表面裂隙率比S1的小;S1的裂隙条数、裂隙总长度、裂隙平均长度、裂隙平均宽度、土块数比S2的大,S1的土块平均面积、土块最大面积和平均干缩厚度比S2的小。结果表明,2种红黏土的干缩开裂过程有相似之处,但石灰岩上覆红黏土干缩裂隙的发育程度比玄武岩上覆红黏土显著,后者的裂隙形态比前者复杂。     

膨胀土单向浸水膨胀时程特性试验与应用研究

通过膨胀土单向浸水膨胀试验，研究了单向浸水条件下膨胀土的膨胀时程特性，并运用神经网络方法对试验拟合参数进行了预测。结果表明：膨胀土的膨胀过程可分为吸水膨胀、加速膨胀和缓慢膨胀3个阶段，各阶段膨胀速率与时间呈半对数关系；试验拟合参数与初始干密度及含水量有关；利用修正的分层总和法可计算单向浸水边界条件下的膨胀土层任意时刻的膨胀变形量；通过裂隙两侧土体随时间膨胀过程的计算，可刻画出裂隙逐渐愈合的过程。     

珊瑚礁钙质砂微观结构分析

针对珊瑚礁钙质砂的特殊结构可能影响钙质砂的压缩、剪切和破碎等力学性能这一问题,通过X射线衍射和X射线断层扫描等技术手段,研究了岛礁珊瑚礁钙质砂的物相组成、表面结构和内部结构等特征.研究结果表明:钙质砂物质组成以生物文石为主,镁方解石次之.钙质砂颗粒中的原生海洋生物碎屑较多,并保留有大量的原生构造,超过50％为珊瑚礁破碎...     

基于足尺模型试验的边坡裂隙发展演化规律

以安徽沿江地区裂土为研究对象,开展降雨-蒸发作用下裂土边坡足尺模型试验,测量土体表层含水率、基质吸力及裂隙深度,采用图像矢量化技术提取边坡不同部位裂隙几何参数,研究平面及深度方向裂隙发展演化特征,划分裂隙类型,揭示边坡裂隙发展演化机理。研究结果表明:裂隙的发展演化受其所处位置和降雨-蒸发次数控制。坡顶中后缘部位受边坡临空面影响较小,裂隙均为干缩裂隙,属I型张开断裂;坡肩及坡顶前缘受临空面影响较大,裂隙为干缩-剪切复合裂隙,属I-Ⅱ复合型断裂;平面上,干缩裂隙的裂隙率与含水率呈高度线性负相关,干缩-剪切复合裂隙率与含水率线性关系较差;随降雨-蒸发次数增加,裂隙的平均宽度逐次增加,裂隙总长度表现为前期波动变化,后期趋于稳定,其中坡肩附近复合裂隙的裂隙率和平均宽度最大,其裂隙总长度小于坡顶干缩裂隙总长度;干缩裂隙在平面上呈网状结构,干缩-剪切复合裂隙平面上出现显著定向特征;深度方向上,裂隙导致相应深度基质吸力在降雨时剧烈下降、在干燥时剧烈上升;干缩裂隙竖直发展,干缩-剪切复合裂隙出现转向现象;总体上,坡肩处裂隙最发育,坡顶次之,坡脚最弱,坡体的破坏始于坡肩处的干缩-剪切复合裂隙。     

平面裂隙中膨润土挤出过程的数值模拟

膨润土因其膨胀性、低渗透性等特性常被用作高放核废料处置库的缓冲和回填材料。与地下水接触时,膨润土会发生膨胀,挤入周围岩体的裂隙中。如果进入裂隙中的膨润土的质量超过一定程度的话,会使得缓冲层中的膨润土密度下降,可能会导致处置库性能的降低甚至丧失。为了系统地了解这一过程,建立了膨润土在平面裂隙中的挤出模型,研究了地下水中电解质的浓度和缓冲层内膨润土的干密度的影响。计算结果表明膨润土的挤出距离和时间的平方根成正比关系,比例系数随着电解质浓度的减小而增加,随着膨润土干密度增加而增大。     

煤储层渗透率影响因素探讨

煤储层渗透性是影响煤层气开发选区和产量最重要的因素,运用资料查阅、文献综合研究等方法,分析了煤层变质、煤层厚度、煤体结构、构造曲率等因素与煤储层渗透率之间的耦合关系,结果表明,煤储层具有双重孔隙结构,割理裂隙的发育程度直接影响煤层渗透率的大小,天然裂隙的发育密度与煤岩类型条带或分层厚度呈负相关。     

煤样力学特性与内部裂隙演化关系CT实验研究

为了观测煤样内部结构变化和裂隙演化过程,应用X射线工业CT对煤样在单轴加载不同阶段进行了扫描,获取了不同应力状态下CT图像。通过CT图像及其差值图像的统计特征值,分析了煤岩内部裂隙演化与宏观变形间的关系。分析表明:煤样CT图像灰度统计特征值的变化反映试件内部的密度变化,间接反映了试样中裂隙的发育发展过程;将CT图像中每个体素作为研究对象,CT的差值图像表征了试件内部裂隙缺陷体积的演化;CT差值图像的均值与方差更能体现宏观变形不同阶段内部裂隙的相应变化。     

封闭不补水条件下粉土冻胀特性试验研究

为量化初始含水率、干密度和冷端温度对路基粉土冻胀特性的影响,在封闭不补水条件下,采取改变初始含水率、干密度及冷端温度的方法,进行7组室内粉土冻胀特性试验.研究结果表明:初始含水率、干密度和冷端温度三个因素都对粉土冻结深度有影响;粉土的冻胀率与初始含水率、干密度有较好的线性关系;粉土的初始含水率每增加2%,水分迁移量增加1%左右.基于试验结果,从理论上分析冰透镜体的形成与分层,指出冻土中冰透镜体成层分布的现象是由冻结缘在移动过程中速度不匀导致的.研究结论对粉土路基设计和防治粉土路基冻胀灾害有一定的指导意义.     

某水电站坝址区钙质砂砾岩溶蚀发育规律研究

分析了我国西南某水电站坝址区钙质砂砾岩溶蚀发育分布规律,并采取岩样进行了室内溶蚀试验.试验结果表明,砾岩和含砾砂岩不仅胶结物主要为钙质成分,30%~50%的砾石成分也为钙质,因此加强了岩体的可溶性;新鲜岩石表面最容易受溶蚀,且溶蚀速度较快.这与现场调查和钻孔岩芯统计裂隙表面溶蚀风化程度最强,垂直裂隙面向岩石内部风化程度逐渐减弱的实际情况相一致.     

干湿循环对压实黄土性能的室内影响研究

失陷性黄土在甘肃具有很广的面积分布,通常情况下压实后的湿陷性黄土其不良力学性能得到了很大程度的改善,能够满足路基稳定性与强度需求,但是在长期的雨水与蒸发作用下,湿陷性黄土地区路基仍然会发生大量的病害。通过试验设计、数据模拟及理论分析等手段,进行干湿循环对压实黄土湿陷系数的研究,对压实黄土强度的研究以及干湿循环前后土样的干密度与孔隙比分析。结果表明:模拟的干湿循环作用使得已消除湿陷性的压实黄土重新具有了湿陷性;干湿循环对压实黄土的强度有较大影响;干湿循环使得压实黄土的内部结构发生了改变。     

形变织构与分层效应对氮化08F钢韧化行为的影响

本文研究了形变织构与分层效应对氮化08F钢韧化行为的影响。试验结果表明:形变氮化试样的韧化不但与形变织构有关,而且与分层效应也有密切关系。随形变量增加,冲击功出现明显的韧脆转移现象,这与极点密度P_(111)~*、P_(112)~*、P_(100)~*的变化规律十分相似。蚀坑法测定(100)面也具有上述的规律,形变使晶粒拉长,晶面有规律的排列,氮化之后由于氮化物在晶内与晶界上折出,弱化晶界与晶面,从而产生分层效应,增加韧性。断口分析表明,在形变量较大时,断口上出现许多分层裂缝。     

BeO陶瓷干压成型工艺参数的优化

采用干压成型制备BeO陶瓷,通过分析BeO陶瓷的坯体密度和断口形貌,研究加压压力、加压速度、保压时间、粘结剂等工艺参数对BeO陶瓷成型工艺的影响.研究结果表明:干压成型制备BeO陶瓷过程中,加压压力、加压速度、保压时间、粘结剂等工艺参数可以明显影响BeO陶瓷的坯体密度:为得到致密度高、热力学性能优异的BeO陶瓷,必须对加压压力、加压速度、保压时间、粘结剂等工艺参数进行优化;当压力为120 MPa,保压60 S,加入质量分数为1%的PVA作为成型剂压制时能得到致密度较高的BeO陶瓷坯体.