碱激发粉煤灰和矿粉固化淤泥的胶结体孔隙分布特征

通过压汞试验分析得到进汞曲线和孔径分布密度曲线,采用直剪试验、承载比试验测定固化淤泥胶结体的力学性质。提出采用孔隙分布系数(η)表征固化淤泥的胶结体孔隙分布的均匀程度,建立了固化淤泥的胶结体孔隙分布系数与抗剪强度指标和CBR值之间的定量关系。结果表明,固化淤泥的胶结体孔隙分布系数与其力学指标具有密切的相关性。孔隙分布系数越小,固化淤泥的胶结体孔隙分布越均匀,抗剪强度越高,CBR值越高;孔隙分布系数越大,固化淤泥的胶结体孔隙分布越不均匀,抗剪强度和CBR值越低。     

疏浚淤泥固化土宏微观孔隙结构特征及其对渗透性影响

采用压汞试验、渗透率试验和孔隙度试验等方法,研究疏浚淤泥固化土(DSSS)的孔隙度、微观孔隙结构特征、渗流特征及其相互关系.压汞试验结果显示,DSSS的孔隙体积频率分布曲线均为典型的双峰曲线,存在两个集中的孔喉半径区间:0.02~0.04μm和3~30μm.基于DSSS水化反应生成的致密水化产物和孔隙体积频率分布曲线,将DSSS的孔隙直径进行分组,微孔组和中孔组处于峰值区间,微孔组的最可几孔径随着初始密度和养护龄期的增加逐渐增大,中孔组的最可几孔径随着初始密度和养护龄期的增加逐渐减小.另外,孔隙度和渗透率试验结果显示,DSSS有效孔隙度随养护龄期逐渐减小主要发生在固化28d前,28d后DSSS有效孔隙度基本保持不变,而DSSS渗透系数仍在降低,在该阶段50%以上的中孔向小孔和微孔转化.因此,提出采用有效孔隙度作为表征DSSS的宏观孔隙特征参数,采用孔径和体积频率值作为表征微观孔隙特征参数,并采用毛细模型建立宏微观孔隙结构参数和渗透性之间的定量关系.     

水泥固化淤泥非饱和渗透特性试验研究

采用的试验材料是南京市西南长江下游的江心洲洲头的自然产生的淤泥,对水泥掺量的淤泥进行了固化处理,通过一步流动法试验获得固化淤泥的持水特征曲线和非饱和渗透系数.并通过压汞试验分析各因素对固化淤泥孔径分布的影响,从而分析各因素对固化淤泥渗透性的影响.试验表明:水泥掺量增加,使得固化淤泥中的大孔隙数量减少,小孔隙数量增加;同一基质吸力下,固化淤泥的非饱和渗透系数随着水泥掺量的增加而减小.     

水泥膨润土泥浆固结体渗透性与微观结构的关系

采用压汞试验测定了水泥-膨润土泥浆固结体的孔隙结构特征,通过室内渗透试验测定了固结体的渗透系数。在试验结果基础上,分析了水泥、膨润土用量及固结体微观孔隙特征参数与其渗透性之间的联系。研究结果表明：水泥-膨润土泥浆固结体的渗透性主要受其临界孔径的控制,临界孔径越小,抗渗性越好。其余孔隙结构特征参数与固结体的渗透特性关系不大。随着水泥、膨润土用量的增加,固结体的临界孔径会逐步减少,并且,水泥用量对临界孔径的影响比膨润土更显著。     

固化淤泥的干燥收缩试验

对不同初始含水率和水泥添加量的淤泥进行固化处理,结合土水特征曲线和收缩曲线探讨固化淤泥在干燥过程中基质吸力与孔隙比之间的关系。试验结果表明:原泥与低水泥添加量的固化淤泥随着基质吸力的增加会出现干缩现象,且固化淤泥的收缩小于原泥,高水泥添加量的固化淤泥不发生收缩;当基质吸力增至某一值ψS后,基质吸力增大不会引起试样的进一步收缩,固化淤泥ψS的大小与淤泥的初始含水率、水泥添加量有关。     

基于分形理论的疏浚淤泥固化土孔隙结构定量化研究

在分析疏浚淤泥固化土试样累计进汞曲线及SEM照片的基础上,基于分形理论,求得疏浚淤泥固化土孔隙结构的分形维数,确定了分形维数与微观结构参数、宏观力学性质以及固化材料比例之间的关系.研究结果表明:疏浚淤泥固化土微观孔隙结构具有明显的分形特征,其分形维数在2.8~3.2.并且,疏浚淤泥固化土的分形维数与平均孔径、孔表面积、承载比、黏聚力、内摩擦角以及矿粉掺量之间均具有很好的相关性:分形维数越大,疏浚淤泥固化土的平均孔径越小,比表面积越大,压缩指数越小,承载比、黏聚力和内摩擦角越大;分形维数随着配比中矿粉掺量的增加逐渐增大.采用分形维数可很好地定量描述疏浚淤泥固化土孔隙结构特征及力学特性,也可为疏浚淤泥固化土宏微观特性分析及模型的建立提供数据支持.     

氯氧镁水泥固化淤泥力学性能试验与微观机理研究

绿色低碳的氯氧镁水泥(MOC)在淤泥固化中具有较好的应用前景.目前,MOC固化淤泥领域对于MOC净浆中认为的较优水氯比区间(n(H₂O)/n(MgCl₂)=12～21)研究较少,相关反应机理尚不明确.选取5组满足该区间的水氯比(n(H₂O)/n(MgCl₂)=16,17,18,19,20),通过无侧限抗压强度(UCS)、酸碱度(pH)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等试验,研究了水氯比、MgO掺量以及养护龄期对MOC固化淤泥力学性能以及微观机理的影响.结果表明：MOC固化淤泥的最优水氯比为17;MOC固化淤泥早强显著,但14 d后无侧限抗压强度会有所下降;相同水氯比下,MgO掺量越高,生成的产物越多,无侧限抗压强度越大,pH也越高;MOC固化淤泥的产物以三相(3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O)为主,并含有少量五相产物(5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂...     

固化湖泊淤泥烧结砖的性能与微结构

以固化湖泊淤泥为主要原材料,采用真空挤压塑性成型技术制备并经烧结得到小样砖.对原材料进行理化性能分析发现,少量固化剂的加入并未明显改变淤泥的塑性指数、氧化物组成、矿物组成等,但对成型性能有一定的影响.测试并比较了湖泊淤泥、固化湖泊淤泥实验室小样砖坯体的干燥线性收缩、烧结后小样砖的体积密度、吸水率、强度、导热系数、抗冻性等.研究发现,当固化淤泥掺量为90%,煤渣掺量为10%时,可制备出坯体干燥线性收缩为5.42%,成品吸水率为18.2%,强度为15.8 MPa的小样砖,其综合性能较未经固化处理的湖泊淤泥烧结小样砖略差.采用SEM和MIP等测试手段对其微结构进行研究,结果表明,固化淤泥烧结小样砖与相同煤渣掺量的湖泊淤泥烧结小样砖相比,其微观结构更为疏松,未被玻璃相包裹的颗粒及未被填充的孔隙更多,孔隙率较大是导致其强度较低、吸水率较高的主要原因,但同时,其导热系数略低.2种烧结小样砖均具有好的抗冻性.     

离子型稀土矿体孔径分布及其渗透性变化

以江西龙南典型的离子型稀土矿为研究对象,对原矿和5种孔隙比重塑矿开展了现场和室内土-水特征曲线和饱和渗透系数测试试验。基于土-水特征拟合曲线,计算了矿体孔径分布和非饱和渗透系数。结果发现:孔隙比0.92的原矿单位质量矿体累积孔隙总体积为0.234 5 cm~3/g,大孔隙(r≥5μm)、中孔隙(2μm≤r≤5μm)和小孔隙(r≤2μm)体积分别占孔隙总体积的58%、15%和27%,渗透系数为2.0×10~(-5)m·s~(-1);保持原矿孔隙比重塑后,小孔隙体积增加约3.0%,渗透系数为1.2×10~(-5)m·s~(-1),表明相同孔隙比的原矿和重塑矿在孔径分布上有明显差异,原矿存在较多大孔隙,重塑后大孔隙分裂成多个小孔隙,矿体通透性变差,渗透系数变小。而重塑为孔隙比0.97的矿样,小孔隙体积减少约1.0%,渗透系数为1.9×10~(-5)m·s~(-1),孔径分布和渗透性基本达到原矿状态,采用该孔隙比状态的重塑矿样模拟龙南类型天然矿体进行浸析试验效果更好。     

早强型固化淤泥的强度发生规律

淤泥固化并作为各种回填土使用的工程中,固化土的早期强度对工程的效率和造价有非常大的影响.针对如何才能获得优良的早期强度的问题,探讨了不同固化材料早期强度的发生规律.使用早强型固化材料-硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,对固化淤泥开展三轴强度试验,并从水分转化的角度,分析了结合水、矿物水的转化量对于三轴强度的影响.结果表明,早强型固化淤泥剪切过程表现出明显的剪胀性.黏聚力和内摩擦角均随着龄期有明显的上升,SAC固化淤泥的黏聚力和内摩擦角均高于普通硅酸盐水泥固化淤泥.随着固化材料的添加,黏聚力和结合水增量呈明显的线性增长关系,矿物水的增加量为结合水增量的1/10.     

污水厂污泥固结特性研究

污水厂污泥难以脱水减量已成为污水处理行业的重要问题,机械脱水的本质就是污泥的固结排水过程,因此通过固结试验研究污泥的固结特性,对于进一步提高脱水效率具有重要意义。在固结试验过程中采用何种固结稳定判定标准,对污泥固结特性的研究具有非常重要的影响。通过对固结仪进行改进增加孔压计和位移传感器,对2种污水厂污泥和1种湖泊淤泥进行了试验,研究了他们固结特性的区别。结果表明:污泥的固结时间非常长,应将超净孔隙水应力消散到3%作为固结稳定标准;污泥的固结系数与渗透系数非常小,且随着固结压力的增大而减小非常明显。同时通过分析,认为污泥中存在的大量有机物絮体是造成污泥固结时间非常长、水分难以排出的主要原因。     

应用恒速压汞实验数据计算相对渗透率曲线

截取一段实际储层岩样 ,利用恒速压汞实验技术测定其孔喉频数分布 ,并拟合成连续分布函数 ,该函数符合伽马函数分布。对剩余岩样进行了油、水相对渗透率的测定。以所拟合的孔喉频数分布为主要输入参数 ,利用孔隙网络模型计算了油、水相对渗透率。计算结果与利用JBN法处理的实测结果对比表明 ,恒速压汞实验是确定岩石微观孔喉分布的一种非常有效的实验手段 ,可直接为孔隙网络模型提供主要的输入参数 ,能够得到反映微观孔隙结构特征的较合理的相对渗透率曲线 ,这对于用JBN法不满足或者处理结果不理想的实验具有重要的意义。     

透水模板布几何参数对透排水性能的影响

为研究透水模板布(controlled permeability formwork liner,CPEL)透排水性能的影响因素,采用吸力平板仪、厚度测试仪等测试了不同压力下3种不同规格透水模板布的孔隙、厚度等几何参数.分析了孔隙累积分布曲线、孔隙率、压力及厚度的相互关系;结合CPFL水平和垂直渗透系数,深入探讨了CPFL孔隙分布、厚度和压力对透水模板布透排水性能的影响.并对交通运输部JT/T736-2009<混凝土工程用透水模板布>标准中厚度压缩比等指标提出了具体修改建议.研究表明:3种CPFL孔隙率和厚度均在32 kPa压力左右时趋于某一稳定值;CPFL透排水性能的内外部因素耦合作用明显.     

南水北调东线工程高含水量疏浚淤泥材料化处理方法

针对南水北调东线工程中产生的大量高含水量疏浚淤泥处理难的实际工程问题,通过外加生石灰的方法对高含水量疏浚淤泥进行了改性处理,将高含水量疏浚淤泥处理成了一种可以作为淤泥堆场围堰、河堤培土加固等实际工程填土材料的松散良质土.室内试验结果表明:添加生石灰处理高含水量疏浚淤泥时,改良土塑性指数随着掺灰比的增加而降低;在同一掺灰比下,原泥初始含水量低的生石灰处理土的塑性指数比原泥初始含水量高的生石灰处理土低;处理土塑性指数的改变主要发生在龄期的前3 d.     

安棚深层系致密砂岩孔隙结构与渗透性关系的核磁共振研究

安棚深层系砂岩储层为特低孔特低渗透储层,发育微纳米级孔喉,储层物性规律性差,流体渗流特征复杂,储层定位和评价难度大。对目标层系砂岩进行饱和水核磁共振测量,并将T_2谱与其压汞曲线对比分析,应用最小二乘法拟合得出T_2弛豫时间与孔喉半径的转换参数,求得目标层系的岩心核磁孔喉分布及核磁孔喉参数,并结合核磁T_2分布与分形理论,计算了核磁孔喉分形维数,分析了各孔喉参数与渗透率的关系。结果表明,目标层系的孔喉分布呈双峰特征,相比压汞孔喉分布,核磁共振测量能获取更全面的孔喉信息;渗透率大于1×10~(-3)μm~2时孔喉半径主要分布在0.1~10μm的范围内,渗透率小于1×10~(-3)μm~2时孔喉半径主要分布在0.001~0.1μm的范围内;核磁T_2分布在一定的T_2区间内表现出分形特征;分形维数、核磁主流喉道半径、平均孔喉半径及中值半径均与储层的渗透率呈幂函数关系。     

鄂尔多斯苏里格气田二叠系低孔低渗储层成因

目的 通过鄂尔多斯盆地苏里格地区二叠系低渗储层成因的分析，指出该区相对优质储层的分布区。方法 以储层微观岩石学研究为基础，对石英砂岩、岩屑砂岩的形成机理及低孔、低渗储层的成因进行了分析，并对储层成岩作用进行了定量化的研究。结果 该区石英砂岩、岩屑砂岩的形成是沉积分异作用的结果，不同岩性致密化机理有较大的差异，石英砂岩是由于硅质胶结作用使其致密化，而岩屑砂岩是以压实作用为主的致密化。结论 该区孔隙组合以粒间孔-溶孔为主，溶孔主要是片岩、千枚岩、长石及喷发岩等岩屑中不稳定矿物或组分溶蚀而成的，粒间孔-溶孔孔隙组合的储层是该区最好的储层。     

结合压汞实验与核磁共振测井预测束缚水饱和度方法研究

针对压汞实验与测井资料计算致密砂岩储层束缚水饱和度精度不高的事实,借助Purcell公式确定岩样流动孔喉下限,提出了基于流动孔喉下限确定束缚水饱和度的方法。由于致密砂岩等复杂储层存在较强微观非均质性导致流动孔喉下限不固定,认为在利用压汞实验确定束缚水饱和度时应分别确定岩样流动孔喉下限。通过对223块岩样压汞实验数据的分析,发现累积渗透率贡献达到99.9%时的非润湿相饱和度大致等于束缚水饱和度,并基于上述发现提出了利用核磁共振测井资料构建伪毛管压力曲线,以渗透率贡献达到99.9%为标准求取储层束缚水饱和度的思路,并与其他核磁共振测井束缚水饱和度模型计算结果对比。压汞实验所确定束缚水饱和度与岩心半渗透隔板实验所得相对误差在35%以下,测井新模型在精度和变化趋势上均与岩心数据较为吻合,两者计算结果均表明,该方法对束缚水饱和度的计算有一定贡献。提出的方法可提高压汞实验与测井资料计算致密砂岩储层束缚水饱和度的精度。