PS材料加固遗址土试验研究

以PS材料加固的古遗址土为研究对象,选用具有代表性的古长城遗址土和故城遗址土两大类,对其原状样和重塑样进行PS材料加固,进行抗压、抗拉、雨蚀、风蚀试验及雨蚀、风蚀组合等试验,研究其力学强度特征及耐久性能。试验结果表明:经PS材料加固后,遗址土体的力学性能和抗雨蚀、抗风蚀能力明显提高;古长城土经PS加固后,其抗压强度可提高至1.5倍,且以PS浓度为5%、加固3次效果最佳,内聚力和内摩擦角明显提高,渗透性能小幅度降低;随老化时间增长,强度未降低,至少能承受8次冻融循环;PS加固故城土后,土体强度可提高1.2～1.8倍,抗风蚀能力提高6～24倍,抗雨蚀和风蚀综合能力提高6～13倍。PS材料具有良好的加固效果,为广泛地应用于土遗址保护加固工程中提供了理论依据。     

土遗址加固材料比选及试验研究

土遗址加固保护加固材料众多,不同材料各有利弊,为寻求理想的加固材料,加快保护进程,首先对当前常用加固材料水玻璃、丙烯酸树脂和有机硅树脂等从物性特征上分析其加固特点,得出有机硅改性的丙烯酸树脂乳液(硅丙乳液)性能较优良.以榆林明长城土遗址为例评定其加固效果,进行了无侧限抗压强度、耐水和耐盐腐蚀试验等,结果表明硅丙乳液加固土遗址效果良好,可为实地加固保护提供有力参考.     

PS材料加固西北干旱区土遗址试验研究

土遗址是大遗址中最难保护的一类,而防风化加固是其中的难点,也是目前国际上普遍关注和攻关的课题,PS材料用于西北干旱区土遗址的防风化加固已获得了初步的成功.室内单轴抗压强度、抗剪强度研究发现,强度提高幅度满足要求,材料具有可重复使用性;通过对PS材料加固土遗址的微观结构特征进行研究,加固后X衍射图谱中部分矿物衍射强度降低和密集低矮的非晶体物相峰群的出现,定性说明,非晶质物相的生成加强了矿物间胶结作用;加固前后的红外谱图基本吻合,没有新晶质物相出现,仅是化学健间结合力略有提高;SEM图像显示骨架颗粒胶结状态由点状接触向胶结接触转变.研究表明PS材料与土作用后加强了土骨架颗粒的连结强度,而土的结构基本保持不变,宏观上改善了遗址土的水稳定性,增强了工程力学性能,满足文物保护的特殊要求.图10,表2,参13.     

岩土加固技术加固保护土遗址研究

本文从土遗址表面剥蚀加固保护,土遗址裂隙、坍塌的裂隙灌浆、锚固加固及夯筑、培筑和建筑砌体的基础加固保护三方面探讨岩土加固技术在土遗址加固保护中的应用,并就加固处理土遗址过程提出两个要注意的技术要点,以供参考。     

复合固化剂加注方法对土遗址加固效果的影响

研究复合加固剂的加注方法对土遗址透气性及力学特征的影响。将复合加固剂分别以钻孔注浆、浸泡、毛细吸收、表面喷洒4种方式对重塑土样进行加固,通过固化剂的有效吸收量控制试样的透气性,并对加固后试样表面和整体力学特性的变化进行评价,以寻求具有良好效果的加注方法。研究结果表明:钻孔注浆对固化剂的吸收量较大,烘干后表面硬度增幅较大,但抗压强度增加较小,加固后应对注浆孔用铆钉进行补强。浸泡和毛细吸收试样的固化剂吸收量较低,土体的透气性增加,由于其由外而内渗透的加注方式表面硬度提升明显,抗压强度也较高,加固效果较好。表面喷洒试样固化剂有效吸收量较大,透气性能维持原状,同时获得了较高的表面硬度和抗压强度。因此,浸泡、毛细吸收和表面喷洒方法是处理土遗址表面风化较为有效的方法。     

晋阳古城遗址加固材料筛选及配比试验研究

对当前土遗址加固材料进行调研和分析基础上,提出了遗址土中加入石灰和水性丙烯酸酯乳液的加固材料方案;并对加固前后土体的强度特性、耐水性能、收缩特性等进行了试验研究。研究结果显示,石灰和水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液混合加固材料对土遗址保护加固具有良好效果;并提出了加固材料的最优配比。     

PS材料加固遗址土强度与微结构参数相关性研究

采用不同质量分数、不同加固方式对密度不同的遗址土进行硅酸钾(PS)溶液渗透加固,加固后土体微结构发生变化,其力学强度出现不同程度的提高.使用图形处理软件对固化后土体的扫描电子显微镜图像进行计算分析,获取对固化土力学强度影响最显著的微观结构参数;利用多元逐步回归分析法对力学强度与微结构参数之间的相关性进行计算,并进行分析评价;从微观角度验证PS材料对土遗址的加固效果.结果表明,经PS溶液加固后,遗址土土体强度与微结构参数间存在良好的相关关系,各向异性、等效直径、扁圆度、充填比和面积比是对强度影响较显著的5个微结构参数.     

纳米氢氧化钡的制备及其加固土遗址的实验研究

为了改善传统无机CB加固剂中氢氧化钡溶解度低、粒径大的问题,采用液相沉积法合成制备了纳米氢氧化钡.通过X射线衍射、扫描电镜和粒度分析表征,所制备的纳米粒子粒径主要分布在150 nm处,呈片状.将其应用于土遗址的加固后,具有良好的渗透性和加固效果,强度提高的同时内部结构没有明显的变化.本研究对纳米氢氧化钡作为新型纳米材料...     

土遗址片状剥离加固现场渗透试验

中国西北地区存在有大量的土遗址,由于长期受到风吹雨淋及水盐运移导致表面盐分的富集,使表面片状剥离加剧,已经成为土遗址破坏的主要病害之一.通过滴渗和喷洒渗透2种试验,研究了糯米浆液和SH浆液2种新型材料对墙体表面的加固效果,采用检验墙体表面贯入阻力、渗透深度和渗透量的变化检验材料的加固效果.采用红外热成像技术判断加固后的墙体与原有墙体兼容性.结果表明糯米浆液和SH浆液均能作为新的加固土遗址片状剥离的新材料.     

金沙土遗址裂隙灌浆材料比选室内试验研究

为探究适用于金沙土遗址裂隙加固的灌浆材料,选取了烧料礓石、SH(改性聚乙烯醇)和无机矿物聚合物与金沙遗址试验土拌合制备了三种灌浆材料。通过室内试验,对各种灌浆材料结石体试样的基本物理性能、力学性能及耐久性能进行了详细分析。试验结果表明,无机矿物聚合物灌浆材料具有较低的收缩性,能够有效填充裂隙;同时,其较高的抗折和抗压强度为提升土遗址的力学稳定性提供了可靠保障;在研究的三种灌浆材料中,无机矿物聚合物灌浆材料展现出最佳的耐久性能。因此,建议在金沙土遗址的裂隙注浆加固工程中采用无机矿物聚合物灌浆材料,研究成果将为潮湿环境下土遗址裂隙灌浆材料的选择与应用提供有益的指导。     

纳米氢氧化钙改性聚己内酯对红军标语的封护研究

红军标语是不可再生的文化遗产,目前正面临着损坏乃至消失的危险。对地仗层进行适当的封护处理,可以增强其耐久性能,达到保护的目的。使用纳米Ca （OH）₂对聚己内酯（PCL）进行改性,制备了一种可生物降解的红军标语地仗层封护剂;通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和差示扫描量热法（DSC）等手段对封护剂进行了表征;通过耐紫外光老化、耐冻融循环、耐可溶盐侵蚀、耐水侵蚀和耐酸雨侵蚀试验评估了封护试样的抗压强度、抗折强度和色差值。结果表明,封护剂中PCL成膜后可有效阻止水分从试样外部进入内部;微团聚的Ca （OH）₂与纳米Ca （OH）₂共同形成了微米/纳米复合结构,使封护膜的疏水性得到有效增强;纳米Ca （OH）₂的加入可提高封护膜的透气性;封护剂可提高封护试样的耐久性。以上结果表明纳米Ca （OH）₂改性的PCL封护剂对模拟红军标语地仗层具有良好的封护效果。     

低渗透气藏应力敏感性及其变形机制研究

低渗透气藏岩性致密、渗流阻力大、压力传导能力差,地层压力的下降会对渗透率造成伤害而影响气井产能。目前,一般通过室内物理模拟实验评价储层应力敏感性。以吉林油田龙深气藏为研究对象,从储层岩石硬度、裂缝分布、粘土矿物含量以及含水饱和度等方面进行了实验研究,结果表明该气藏具有较强的应力敏感性,储层岩石存在较强的泥化现象,粘土矿物含量高是产生应力敏感的主要原因,形成了储层岩石变形的规律性认识。为了降低应力敏感带来的危害,应用了降低粘土矿物膨胀程度的压裂液进行体积压裂,优化了合理的生产压差,新井试气结果理想。研究结果为该类气藏的合理开发提供了有力的技术支撑。     

冰碛地层围岩隧道注浆材料组分优化与作用机理

冰碛层隧道围岩的地质组成情况复杂,整体胶结性差,结构不均匀,隧道在开挖过程中易出现围岩垮塌、涌水等问题。因此,以硅酸盐水泥为主材料,添加氧化镁、黄原胶、膨润土及水玻璃进行组分优化,通过析水率试验、凝固试验、流动度试验、力学试验、膨胀率试验及抗渗性能试验,研究一种适用于冰碛层围岩注浆条件的新型水泥基注浆材料,并分析注浆材料的微观形貌与固结机理,结果表明:新型注浆材料孔隙和缝隙基本被充填,结构紧密,抗渗性能相对较好。向材料中引入Mg2+可形成Mg(OH)2晶体以填补材料微孔结构,完善材料抗渗机制。大量纤维状C-S-H凝胶将AFt、Ca(OH)2、Mg(OH)2等晶体和XG螯合体胶结包裹成整体,可大幅提高材料抗渗能力。通过现场试验,验证了注浆材料的优良性能,材料可有效固结冰碛松散地层, 确保隧道开挖安全。     

地层水锁损害的热处理研究

水锁损害就是地层孔道中气液面上存在毛管压力,阻碍油气流向井筒。水锁损害严重影响气藏开发效果,并成为低渗致密气藏的主要损害类型之一,对气藏的渗透能力造成严重的损害。从室内实验的角度,通过高温对粘土矿物性能影响的研究,运用强热对岩心进行热处理,研究其渗透率的变化,得出对水锁损害进行治理的一种实验方法。实验结果表明:运用强热可以蒸发掉束缚水和圈闭水,破坏粘土矿物晶格结构,增加富含粘土地层的渗透率,最终有利于消除或缓解水锁损害。     

东胜气田致密砂岩储层渗流机理

致密砂岩气藏渗流阻力大,废弃压力高,采收率低,含水饱和度影响显著,明确致密砂岩储层气体的渗流机理对于气藏的有效开发具有重要意义。选取东胜气田致密砂岩储层样品100余块,开展了孔渗测试及其相互关系与分布特征分析;进行了致密砂岩储层在不同含水饱和度下的气体渗流特征实验,计算了单相气体及不同含水饱和度下气体渗流的滑脱因子;测试了样品在不同驱替压力下的气水两相相对渗透率曲线。实验研究结果表明：东胜气田致密砂岩储层覆压渗透率约为常压下测得的标准渗透率的1/10,且普遍低于0.1 mD,孔隙度偏低;滑脱效应受渗透率、孔隙压力、含水饱和度影响明显;干岩心气体临界流态特征明显,小于0.1 mD岩样渗流特征曲线为线性,大于0.1 mD岩样非线性特征明显;含水饱和度对于渗流特征曲线影响显著,随着含水饱和度增加,气体渗流由气态渗流过渡到液态渗流,气相渗流滑脱效应逐渐变弱;驱替压差对残余水饱和度影响大,控制气藏生产压差,防止大压差驱动储层水,导致气井大量产水。渗流机理研究对于东胜致密砂岩含水气藏的合理、有效开发具有重要的基础理论支撑作用。     

不同类型致密气层对产能贡献的实验评价方法

针对在建立岩芯含水饱和度时,用地层水饱和经常出现盐析、用无离子水饱和会导致水敏/盐敏损害等问题,提出将岩芯进行550 ℃高温处理2 h,钝化气层中的水/盐敏性黏土矿物,再使用无离子水建立不同含水饱和度开展评价实验,能有效消除此类实验误差;且岩芯可以重复实验,既克服了岩芯非均质性带来的误差,又能节约大量的珍贵岩芯。以四川盆地合川须二低渗气层I、II、III 类气层为研究对象,利用该方法评价了不同类型气层对产能的贡献率,研究表明高温处理后岩芯没有产生微裂缝,绝对渗透率下降5% 左右。     

模拟舰载环境对2124铝合金耐蚀及疲劳性能的影响

 采用酸性盐雾试验模拟舰载环境，研究了舰载环境对典型航空铝合金2124铬酸阳极氧化、硼硫酸阳极氧化和苹果酸硫酸阳极氧化耐蚀和疲劳性能的影响，采用电化学阻抗谱（EIS）分析了膜层结构的变化规律，采用轴向疲劳检测不同腐蚀时间后的疲劳寿命，并对疲劳断口进行分析。结果显示，阳极氧化处理能够有效提高其耐蚀性能，铬酸阳极氧化试样经过4个循环酸性盐雾后出现腐蚀，硼硫酸阳极氧化和苹果酸硫酸阳极氧化从第6周期开始出现腐蚀；阳极氧化试样的疲劳寿命随酸性盐雾循环次数而衰减，衰减趋势与出现腐蚀的规律相吻合；苹果酸硫酸阳极氧化试样的疲劳寿命衰减最为缓慢。     

土体含盐量对长江口地区软黏土特性的影响

长江口地区广泛分布的软黏土是一种不良地质土,具有压缩性高、强度低、灵敏度高的特点.土体含盐量在不同的季节下会受河流、潮汐、降雨等因素的影响会发生波动.对长江口沿岸软黏土进行采样并测定其含盐量,然后通过对原状样进行直剪试验、侧限压缩试验、渗透试验,得到了土体含盐量对软黏土抗剪特性、压缩特性、渗透特性的影响规律.结果表明:原状软黏土含盐量在0.5％ ～1.1％时,土体含盐量越高,土体的抗剪强度越高、土体压缩性越低、渗透性越强.根据对渗滤过的原状土进行试验对比分析,黏土颗粒中的盐分、孔隙水中的盐分共同影响软黏土的特性;黏土颗粒中的盐分对软黏土特性的影响更大.最后通过压汞试验得到了含盐软黏土的孔隙分布特征.长江口沿岸地区土体冬季的力学性能较差,应该更加注重冬季工程地质灾害的防治.     

降水对软黏土渗流特性影响的试验研究

在降水后的上海地铁10号线同济大学站基坑工程现场取样,进行不同固结压力下的室内渗透试验,分析了工程降水对上海软黏土渗流特性的影响.忽略土样自重应力,假设土样垂直总应力等于固结压力,孔隙水压力为静止水压力,将垂直渗透系数与固结压力之间的对应关系转化为垂直渗透系数和垂直有效应力间的对应关系,用数学公式描述垂直渗透系数与垂直有效应力之间的数值关系.结果表明,降水作用使上海软黏土渗流特性的各向异性愈加明显,垂直渗透系数的对数与垂直有效应力成线性关系.     

东坪基岩气藏气水相对渗透率的确定方法

东坪基岩气藏储层岩性差异大,非均质性强.孔缝发育区岩石松散,无法钻取完整的岩芯,而致密带几乎不渗透,无法通过驱替实验获取相对渗透率曲线,这成为困扰气藏动态分析和开发指标计算的难题.基于水驱气藏物质平衡原理,建立了不依赖水侵量的储层含水饱和度计算方法,避免了水侵量计算方法中的不确定因素,提高了含水饱和度计算的准确性.建立...