砒砂岩与沙复配成土后最大干密度的研究

针对沙漠地区缺乏筑路材料的问题,选用当地砒砂岩与沙复配成土作为路基填料,以复配土为研究对象,制备质量比分别为1∶5、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1的7种样品,运用室内重型击实试验,测得最大干密度和最佳含水率,分析压实特性,确定用作路基填料的最佳质量比.试验结果表明:当砒砂岩与沙的质量比为2∶1,含水率在7%~9%时最大干密度接近最大值,压实特性最好,适合用作路基填料.     

辽西北农牧交错区土壤退化评价指标体系

为了科学评价辽宁西北部农牧交错区土壤退化特征,采用理论分析与实验的方法,分析了土壤退化原因和土壤生态系统的演变过程,研究了风沙土和草甸土土壤退化评价指标体系,结果表明:评价风沙土区土壤退化指标为:有机质、全氮、全磷、沙粘比;评价草甸土区土壤退化指标为:pH值、电导率、有机质、全氮、全磷、碱解氮.     

平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构分形特征的影响

为揭示毛乌素沙地不同平茬周期的人工沙柳林地土壤孔隙的分形特征,阐明平茬周期对沙柳林地土壤孔隙结构特征的影响,以平茬周期为3、5、7a进行定期抚育的沙柳林地土壤为研究对象,通过低温氮气吸附试验研究了不同平茬周期沙柳林地0～50 cm土壤的孔隙结构参数及等温吸附曲线,采用Frenkel-Halsey-Hill模型计算孔隙表面的分形维数,分析了林地土壤各孔隙结构参数之间的关系以及孔隙表面分维数与各孔隙参数之间的关系.结果表明:①该研究区的林地土壤孔径以中孔(2～50 nm)为主,有少量的微孔(≤2 nm)和大孔(≥50 nm);②不同平茬周期的沙柳林地土壤孔隙结构分形特征明显,分形维数范围为2.4971～2.7797,平均为2.6849,可较好地描述林地土壤孔隙表面和孔隙结构的分形特征;③不同平茬周期下林地土壤分形维数与各孔隙结构参数有密切关系,分形维数越大,孔隙表面越粗糙,不规整程度越高;④植被的平茬影响其再生复壮,针对沙柳为主要防风固沙树种的毛乌素沙地,平茬周期为5a时较适宜林地土壤发育并保持结构稳定.可见合理的平茬周期有利于当地人工林的生长和土壤稳定发育,因此,研究结果可为当地沙柳人工林的管理和经营提供理论指导,促使沙柳人工林达到预定的生产经营目标.     

采用二维光学图像和三维断层扫描研究单一粒径土壤团聚体的分形特征

分别通过二维光学图像法和三维X射线断层扫描法计算单一粒径土壤团聚体分形维值.土样采自重庆北碚西南大学稻田垄作免耕长期定位试验点,采用湿筛法对土样进行粒径分级,二维分形特征研究的团聚体粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.2 0 0,0.2 0 0~0.4 5 0,0.4 5 0~1.0 0 mm;CT扫描研究所用原状土样粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.0 2 5,0.0 2 5~1,1~2 mm.结果表明:二维光学图像法得到的单一粒径土壤团聚体孔隙分形维值介于1.1 7~1.5 4;三维X射线断层扫描结果显示团聚体中孔隙分形维值在1.3 5~1.6 5之间,团聚体的分形维数介于2.0 6~2.2 0之间,且分形维数随粒径增大而减小.采用二维光学图像和三维断层扫描均可用于定量研究不同粒径土壤团聚体中孔隙的分形特征,而采用三维X-射线断层扫描可以定量描述单一粒径土壤团聚体的分形特征.     

基于铸体薄片的致密砂岩储层孔隙微观参数定量提取技术

针对致密砂岩储层的孔隙度、渗透率极低,物性及孔隙结构定量表征困难等问题,将图像处理技术引入铸体薄片分析中,通过改进Sigma滤波有效去除图像噪声,得到高分辨率和信噪比的铸体薄片图像.应用多维阈值分割和形态学滤波方法实现孔隙提取和二值化.在孔隙提取的基础上,应用计点统计技术和拓扑学方法实现了孔隙微观参数如平均孔隙半径、圆度、孔隙纵横比的定量计算,突破了过去对铸体薄片以定性和半定量为主的局限性,有效地挖掘了铸体薄片的孔隙结构内涵信息.将结果与压汞毛管压力参数对比可知,基于铸体薄片的孔隙微观参数与压汞孔隙微观参数在表征孔隙结构上具有一致性.与压汞毛管压力、岩心核磁共振等实验相比,铸体薄片对样品要求简单,测试速度快,且由于高温高压注入技术能将染色树脂极大程度地注入孔隙空间,在致密砂岩储层孔隙结构定量表征中具有无可比拟的优越性.     

高30断块沙二段储层岩石及物性特征研究

储层岩石及物性特征是影响油田开发的重要因素 .通过岩心物性分析、X -衍射分析、岩心流动实验、岩石薄片鉴定和铸体薄片孔隙结构鉴定、毛管压力曲线测定等手段 ,对高 3 0断块沙二段储层的岩石学特征、储层物性特征、储集空间特征、孔隙结构参数及孔喉分布特征以及储层非均质性特征进行了全面深入的研究 .研究结果表明 :该断块主要由河道沉积的细砂岩—极细砂岩组成 ,从平面分布看 ,构造中部物性较好 ,西南部次之 ,北东部较差 ,这与生产状况吻合 ;该区砂体的主要储集空间是次生孔隙 ,粒间溶孔是主要孔隙类型 ,约占总孔隙度的 70 %～ 80 %,其次是填隙物内溶孔 ,约占总孔隙度的 2 0 %～ 2 5 %,粒内溶孔及铸模孔所占比例较小 ,占总孔隙度的 1 %～ 5 %;孔隙结构类型为中孔—中喉型和中孔—细喉型 ,该区油藏渗透率低 ,宏观及微观非均质性严重 .根据类似油藏的开发经验 ,中低含水期只能采出可采储量的三分之一左右 ,高含水期将是该断块注水开发的一个重要阶段     

生物质炭改良风沙土对磷的吸附解吸影响

为探究科尔沁沙地土壤改良方法、提升风沙土的土壤质量,以科尔沁沙地南缘辽宁省彰武县境内的风沙土为试验对象进行了田间试验.在试验田内施加3种不同生物质炭,每种炭设置5种不同浓度,均匀地混合至风沙土中.经过燕麦草12周自然生长周期后,采集土壤样品进行室内实验.室内吸附解吸实验主要采用外加磷源法,将磷溶液设置为8种不同浓度.研究风沙土混合不同种生物质炭后对磷素的吸附效果及土壤质量改善效果.研究结果表明,当风沙土中添加1kg/㎡的秸秆炭时,土壤对磷素的吸附解吸效果最好.且将田间需磷肥量降低约10%.说明生物质炭可以改善风沙土土壤质量,且生物质炭类型的不同对改良风沙土效果明显优于生物质炭的添加量.     

渤南洼陷沙四上亚段砂岩储集层特征及其控制因素

以碎屑岩储层地质学理论与方法为指导,通过岩心观察、铸体薄片鉴定,以岩心物性、孔隙结构等资料分析为基础,研究渤南洼陷沙四上亚段砂岩储集层的主要岩性特征、储集空间、孔喉特征、物性特征及其受控因素。研究表明:渤南洼陷沙四上亚段砂岩储集层岩石类型以岩屑长石砂岩为主;储集空间以粒间孔、粒内溶孔、铸模孔等次生孔隙为特征;储集层孔隙结构分为3种类型(Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类);储集层物性较差,总体为低孔低渗或低孔特低渗储集层;储集层物性受沉积相、物源体系及成岩作用的控制,其中沉积相是储集层形成的基础,物源体系控制物性平面分布,成岩作用决定次生孔隙发育。     

饱和细粒土固结的三维多尺度结构演化及微宏观性质分析

饱和细粒土具有多物质多尺度共存的特殊性,其微观结构的形态演变是土体具有复杂工程特性的根本原因.本研究采用数据约束算法(DCM)结合多能量同步辐射X射线μCT技术,解决微观定量表征这一难题.基于物质对X射线吸收系数的差异,将土样材料分成孔隙、有机质和矿物质3个组分,进而表征了土样在不同固结压力下的物质赋存及多尺度三维结构演化特征.结果表明,饱和细粒土中孔隙与矿物质容易共存且互呈团絮状结构,弥散于土体中的有机质体积较小,多与孔隙重叠或位于孔隙与矿物团聚体交界处.当土样受压从0增加到1600 kPa时,孔隙连通程度减弱而矿物质贯通程度增强.固结压力超过400 kPa时,大孔隙连通体消失,微纳米尺度孔隙连通体开始出现.土体由大孔疏松状变成小孔密集状,微观结构变化不规律.细粒土结构的变化不仅与初始孔隙和矿物分布有关,也与固结压力有关.微宏观定量分析表明,饱和细粒土的力学特性与微纳米、纳米尺度的孔隙和矿物团聚体联系密切,这可为土体蠕变机制分析提供可行性理论和技术.     

砂岩微观孔隙分形特征与宏观渗透性能的相关性

为探索砂岩孔隙微观特征与宏观渗透性能的相关性,针对酸刺沟煤矿3个钻孔不同深度9个砂岩样本的SEM图像(放大1 000倍)进行统计分析,SEM图像中孔隙"周长-面积"具有较好的分形特征,分形维数值取1~1.3.之后,借鉴宏观砂岩孔隙中水体渗流的不等径毛束管模型,建立了基于微观孔隙分形特征的渗流不等径毛束管理论模型,推导了微观尺度下渗透系数和渗透率的计算理论模型,计算了各样本的渗透率和渗透系数,取值范围分别在0.002~0.09 m D和1.2~24.4 m/s.为验证理论模型的计算结果,对相同岩芯样本的渗透率进行了中尺度下的实测,实测值取值范围0.34~0.59 m D.最后经相关分析,建立了微观尺度和中尺度下渗透率的相关关系式,相关系数为0.7.可以得出结论,所建立砂岩孔隙微观尺度下渗透率计算的理论公式有一定的合理性,其与中尺度的渗透率存在一定的相关性.     

川中公山庙油田沙一段油藏储层特征研究

公山庙油田沙一段油藏是在川中侏罗系沙溪庙组低孔低渗储层背景下发现的构造岩性复合油藏,其储层的研究对川中侏罗系砂岩油藏勘探具有重要指导意义.文章通过地层及岩性、物性、储集空间及储集类型等方面的系统研究,认为尽管储层基质孔隙度、渗透率均很低,但孔隙结构好,完全具备储渗能力.并在此基础上结合动态测试资料分析指出其储集类型仍属裂缝-孔隙型,首次明确在此低孔低渗储集条件下裂缝-孔隙型砂岩油藏的存在,拓展了川中侏罗系砂岩油藏的勘探思路.     

松嫩平原西部农田土壤有机质和全氮的空间分布影响因素分析

运用地统计学、GIS和传统统计方法,分析松嫩平原西部吉林省通榆县农田表层土壤有机质和全氮的空间分布,并探讨高程、坡度、土壤类型和人工施肥量等因素对土壤有机质和全氮空间分布的影响.研究结果表明:1)吉林省通榆县农田表层土壤有机质含量西部高,东北和西北部低,而全氮含量为北部高,西南部低;2)不同海拔高度上的土壤有机质和全氮含量变化差异并不显著;3)土壤有机质和全氮含量随着坡度的增大,急剧减少;4)淡黑钙土、栗钙土和草甸土的有机质和全氮含量明显高于风沙土和沼泽土;5)通榆县各乡镇人工施肥量与土壤有机质和全氮空间变异的相关性并不强,说明影响本县土壤有机质和全氮含量的因素以自然环境因素为主.     

东营凹陷沙三中亚段浊积砂岩储层微观孔喉分布特征

以东营凹陷史深100地区沙河街组三段中亚段浊积砂岩储层为例,通过铸体薄片、扫描电镜、压汞试验对储层的微观孔隙结构进行研究,特别是通过高压压汞和恒速压汞相结合的手段表征浊积砂岩储层的孔喉尺寸分布特征.结果表明:研究区低渗浊积砂岩储层发育多种孔隙及喉道类型,主要孔隙类型为残余粒间孔、长石溶孔及各种微孔隙;喉道以片状喉道和管...     

新疆尼勒克县苏布台乡4种类型农田土壤动物群落的多样性

2011年4—9月对新疆尼勒克县苏布台乡黑土、黑钙土、风沙土及盐碱土等4种类型农田的土壤动物群落多样性特征进行调查,共获得土壤动物4 340只,隶属于3门9纲16目(18类),其中真螨目、膜翅目、弹尾目、寄螨目和鞘翅目幼虫等5类为优势类群,占总个体数的69.55%.直翅目幼虫、等足目、双尾目、正蚓目、垫刃目、鞘翅目成虫、半翅目、蜘蛛目及直翅目成虫9类为常见类群,占总个体数的27.30%.倍足目、革翅目、蜈蚣目、盲蛛目4类为稀有类群,占总个体数的3.13%.4种土壤类型农田中土壤动物的类群数和个体数的分布具有明显的季节变化,其中个体数在秋季最多、夏季次之、春季最小.土壤类型对土壤动物的数量和组成影响很大,4种农田土壤类型的土壤动物数量依次为黑土、黑钙土、风沙土、盐碱土.土壤含水率、pH值及地温对农田土壤动物的个体数量及群落组成影响较大.     

土体物理参数及空间构形的分形研究

土是由土的颗粒组成,存在着大量的孔隙.研究表明,土体中的颗粒和孔隙表现出分形特征.本文从两个方面介绍了土体物理性质的分形研究:(1)分形用于定量描述土体的的密度,孔隙表面积等物理参数;(2)分形用于定量描述土体的构形,如土体微观结构,孔隙尺寸分布,颗粒尺寸分布等物理性质.     

毛乌素沙地的形成与治理

毛乌素沙地的历史已有几十万年,它处在年降水量一般在350mm~500mm之间,是森林草原和草原为主的地区。就降水和植被条件而论,该区不是沙漠形成和分布的地区。造成目前类似沙漠景观的最重要的因素是该区砂岩风化产生的大量沙物质条件,其次是较强的风动力条件。根据毛乌素沙地形成的特殊成因分析,提出了治理毛乌素沙地的新思路,即除植树种草之外,更要注意以利用该区以南丰富的黄土物质改良沙地,这能够阻止大气降水通过砂层响深部的快速渗透,能有效增加土壤的持水性,改善土壤水分条件,有利于植物生长和植物固砂,能够加速植被的恢复。由于该区紧邻黄土高原,采取以土盖沙的物质改良方式对解决该区沙漠化问题应当是有效的。     

模块沙障对土壤微生物和酶活性变化的影响

 按照生态系统组成特征,在流动沙地人工构建了集防风固沙、局部土壤改良和植被恢复3 大功能于一体的模块沙障。为掌握模块沙障对局部土壤生物特性的影响程度,测定了土微生物含量和土壤酶活性,研究设置了5 年后的模块沙障内部及其对周边土壤微生物数量和土壤酶活性变化的影响。结果表明,模块沙障内部土壤3 大微生物总量比对照样地0~10 cm 土层高1.91倍,细菌、真菌和放线菌含量分别比对照样地高1.33 倍、1.76 倍和2.83 倍,蔗糖酶和脲酶活性分别比对照样地增加2.47 倍和67.64%;模块沙障覆盖下0~10 cm 土层土壤微生物总量比对照样地0~10 cm 土层高1.22 倍,细菌、真菌和放线菌含量分别增加0.83 倍、0.87 倍和2.14 倍,蔗糖酶和脲酶的活性分别比对照样地增加2.01 倍和29.41%。此外,模块沙障及其内部填充基质能够通过降雨淋溶、填充基质扩散等作用有效的改善沙障迎风侧或背风侧70 cm 范围内土壤微生物含量和蔗糖酶、脲酶活性,实现了“肥岛作用“改善土壤的生物化学特征。     

基于生成对抗网络的砂岩薄片图像视野外重建

利用生成对抗网络(GAN)模型,对砂岩薄片图像的微观颗粒和孔隙结构进行视野外重建,并对预测图像的语义进行评价。结果表明,模型能够预测2.25倍于原始视野的砂岩微观结构,并且针对不同类型的岩石图像语义均具有良好的性能。模型对不同颗粒的表面纹理、颗粒形态以及多颗粒间复杂接触关系等语义的图像视野外预测结果与真实图像较为吻合。但是,在微观特殊现象图像的视野外重建任务中,模型缺乏对特殊现象的敏感性。在孔隙结构重建时,模型对微孔面孔率的预测误差大于粒间孔、裂隙和溶蚀孔等孔隙空间。不同孔隙空间重建图像的预测效果可能与孔隙特征(如孔径大小和连通性)有关。     

四川丘陵区不同类型边坡土壤的团体差异性研究

在四川丘陵区的遂渝铁路遂宁站附近,以自然边坡的自然边坡土、铁路切挖边坡的岩石源植生土、铁路切挖边坡的农田源植生土3种不同类型边坡土壤为对象,对不同类型边坡土壤的团聚体差异性进行了研究.结果表明:岩石源植生土的水稳性团聚体含量显著小于农田源植生土,土壤结构破坏率表现为岩石源植生土>自然边坡土>农田源植生土.岩石源植生土、农田源植生土和自然边坡土的分形维数分别为2.605,2.700和2.706,岩石源植生土的分形维数显著小于农田源植生土和自然边坡土,而农田源植生土与自然边坡土的分形维数之间无显著差异.土壤颗粒平均重量直径和几何平均直径在不同类型边坡土壤之间存在显著差异,均表现为岩石源植生土>自然边坡土>农田源植生土.     

基于车辆地面力学沙漠沙结构性本构模型的建立

结合沙漠土壤的三轴试验资料,将岩土力学研究中描述土结构性的定量参数(应变综合结构势)引入土的强度变形特性分析. 根据该参数对同一围压下不同含水率沙的应力-应变曲线具有较好的归一化作用,用类似邓肯-张模型的处理方法构造沙漠沙结构性本构模型,并提出获得模型参数的试验方法. 试验与仿真结果表明该结构模型能较好反映不同含水率下沙漠沙的应力-应变关系.