低能级强夯前后路基黄土湿陷性研究

为了研究低能级强夯处治湿陷性黄土路基的有效性和经济性,采用土工试验、粒度分析仪和扫描电镜,对比分析了压实前后黄土的物理力学参数、粒度组成、胶结类型和微结构.研究结果表明:土体物理力学性质随能级的增大变化明显,粘粒含量增加较多,胶结类型由胶结、微胶结转变成半胶结类型;微结构由絮凝状、支架大孔以及镶嵌结构转变为镶嵌结构与叠置结构;低能级强夯的有效影响深度为2.0～2.5 m,2 m深度内黄土湿陷性基本消除.     

酸雨入渗对膨胀土抗剪强度的影响及微观试验研究

为探究酸雨入渗对膨胀土抗剪强度的影响,以广西酸雨重灾区的百色原状膨胀土为研究对象,根据干湿循环影响区土体的实际状态及边界条件,模拟不同酸雨入渗情况(pH为3,5和7)进行抗剪强度试验研究,探究膨胀土抗剪强度变化规律;结合微观试验,研究其微观结构和矿物成分变化特性,揭示酸雨入渗对膨胀土的微观作用机理。研究结果表明:随酸液pH减小,试样抗剪强度不断衰减,黏聚力降幅明显,内摩擦角出现小幅度下降,且在2次干湿循环作用后,黏聚力出现最大降幅;上覆压力越小,抗剪强度衰减越明显;酸雨入渗作用下土体中游离的胶结物呈不同程度溶蚀和淋滤,微孔隙体积和数目均增大,入渗酸液pH越小,该变化趋势愈明显,微结构单元更松散,致使土体结构性减弱,抗剪强度下降。     

珠江三角洲软土的微观结构与力学特性

在珠江三角洲内几个地区采取软土试样进行了物理力学性质指标测定，并对土的矿物成分和微观结构进行分析，初步明确了珠江三角洲软土的力学性质与其矿物成分、微观结构的关系。     

矿物成分对细颗粒粘土强度特性 影响的试验研究

通过人工土和天然软土的快剪试验,从微观角度研究矿物成分对细颗粒粘土强度特性的影响.研究表明：单一矿物成分试样的强度特性与矿物颗粒的表面特性与结合水性质有关.粘土矿物颗粒具有较大的比表面积、阳离子交换当量,颗粒表面形成强烈微电场而产生较厚的粘滞性结合水膜,使颗粒间粘聚力增强,故表现出较高的粘聚力,而粒间容易错动而形成润滑摩擦,表现出较低的抗剪强度与内摩擦角;混合矿物成分人工土和天然软土试样的强度特性是不同类型矿物颗粒间摩擦、胶结粘聚和结合水性质等微观因素的综合体现,只要某种细颗粒粘土矿物含量超过一定限值,混合土试样的强度特性便由该细颗粒粘土矿物决定.     

基体含量对土体屈服强度影响的试验分析

土体的强度特性与其颗粒的矿物成分、粒度几何尺寸大小及相对含量密切相关,具有尺度效应.为探究基体的含量和增强颗粒对土体剪切屈服强度的影响,以高岭土为基体、以不同粒径的石英砂为增强颗粒,均匀混合,制备不同比例含量的人工土,进行系列直接剪切试验与三轴不固结不排水试验.针对基体含量较小的试样,结合试验分析,提出了能够解释其力学...     

大足大佛湾石刻岩石微观与力学特性研究

为了给大佛湾石刻造像的病害治理提供依据,采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和岩石力学试验系统等对该区域内岩样的矿物成分、微观结构和力学特性进行分析。结果表明,石刻区域内岩石的矿物成分以石英、钠长石、方解石、黏土矿物为主,且由于黏土矿物和方解石的含量与分布不同,造成了砂岩外观颜色的差异;区域内岩层没有变形改造,砂岩内部存在较多微孔隙而泥质砂岩、泥岩的结构较为致密,且水对岩石的结构有溶蚀、淋滤等破坏;区域内岩石的力学性质受黏土矿物的影响较大,通过力学试验得出的基本力学参数显示,与天然状态相比,岩样在饱水状态下的强度明显降低。     

安康罗家梁膨胀土滑坡特征与成因分析

目的分析膨胀土滑坡特征及成因,探讨膨胀土滑坡的滑动模式及滑坡发生的机理。方法根据野外调研和滑坡土体的岩性、物质成分、膨胀性、物理力学性质的测试进行分析研究。结果罗家梁滑坡是大型古滑坡体上新近发育的局部浅层滑动,滑坡体以黄褐、棕黄、黄绿色黏土为主,灰白、灰绿色黏土充填裂隙,或以薄膜附于裂隙表面;黏土矿物成分以伊蒙混合层为主,并含有蒙脱石;降水入渗、生活污水入渗及地下水的作用,导致滑带力学强度降低,加之边坡形态的改变,形成了明显的滑动—变形区域及多级解体裂缝,具有牵引式滑动、累进式破坏及蠕滑等特征。结论斜坡土体中强膨胀土夹层构成滑动面,当有水渗入及人工开挖边坡打破平衡时导致土体滑动。     

对渤海地区吹填土基本性质的对比分析

针对渤海湾地区的吹填土,从粒度成分、矿物成分、物理化学性质等方面进行了对比分析。结果表明:渤海湾地区的土样颗粒相对细小,粒度组成以黏粒组为主,在物理性质中表现出塑性指数大,阳离子交换量大、有机质含量高、在塑性图内位于高液限黏土区的特殊性质;另外,受海湾区域内复杂的沉积物分布影响,不同地区吹填土的矿物变化规律不明显,而化学成分中易溶盐含量高,以钠离子和氯离子为主要化学成分,导致土体结构单元形成一定的胶结作用,造成土体物理化学性质不稳定。     

新疆花岗岩物理力学性质的矿物组成和微观结构分析

为分析不同类型花岗岩物理力学性质差异,通过选取不同粒径的新疆花岗岩试样进行电镜扫描和矿物成分测试试验,研究岩石矿物组成和微观结构与其物理力学性质之间关系。结果表明：花岗岩中石英和长石矿物胶结很好而具有孔隙率低和强度高特点;随着粒径增大,花岗岩中云母含量增加,导致粗粒花岗岩的孔隙率较高和强度偏低;通过电镜扫描得出花岗岩微观结构质密,矿物胶结很好,颗粒分布均匀,从而具有孔隙率低和强度高特点,同时由于细粒花岗岩微观结构更质密且晶粒镶嵌紧密而孔隙率最低但强度最高。可见天湖细粒花岗岩体由于质密、低孔隙率和高力学强度的特点更适合作为高放废物地质处置岩体。     

不同含水率下细粒含量不同对土的抗剪强度的影响

由于土体的粒组成分不同,所以在不同含水率条件下土的物理力学性质存在差异.为研究某水电站右岸坝肩岩体层内错动带夹层土样(细粒含量少)与某水库右岸边坡滑带土土样(细粒含量多)的物理力学性质,本文将通过颗分试验、直剪试验等来探究不同含水率对细粒含量不同的土的抗剪强度、内聚力及内摩擦角的影响.研究结果表明:细粒含量少和细粒含量多的抗剪强度均与土的含水率有关,随着含水率的增加抗剪强度均减小,且都是先小幅降低,后在塑限处急剧降低.随着含水率的增加,内聚力均逐渐减小,且内聚力与含水率之间均有良好的对数关系.随着含水率的增加细粒含量多的土内摩擦角较细粒含量少的土内摩擦角变化明显,同时细粒含量多的土内摩擦角变化出现明显的分段现象,土的塑限即为转折点.     

酸性环境对污染土力学性质的影响

为研究水-土化学作用的物理力学效应,人工方法制备经硫酸长期浸泡后造成的3种不同pH环境下的土样试件,通过压缩变形性质、界限含水率和三轴固结不排水试验研究了不同酸性环境对污染土的力学性质和变形特性的影响.结果表明:硫酸浸泡过的土的压缩变形包括土体中孔隙水排出带来的弹性变形,还包括土体结构链接发生破坏和变位引起的塑性变形,导致其压缩量较原状土的压缩量大;pH值越低,硫酸溶液浓度越大,发生溶蚀破坏越剧烈,孔隙比越大,压缩系数越大,压缩模量越小;随着pH值的降低,扩散双电层被稀释,土的可塑性变弱,液限和塑性指数都减小;3种pH环境下土体均表现出应变硬化现象,pH=6.0时土体强度增高,而pH=4.0的土体强度低于蒸馏水浸泡过的土体;这与土壤黏粒部分所含的矿物成分密切相关;随着pH值的降低,土的有效应力路径都向左发生偏转,说明土体中的孔隙水压力的上升值和上升速度越大.     

粘粒含量对泥化夹层抗剪强度的影响

本文讨论了泥化夹层抗剪强度的影响因素,并且介绍了作者关于长江葛洲坝水利枢纽泥化夹层的研究成果。成果表明:红层地区,粘土矿物成分类型常为混合型,在粘土矿物组成类似的条件下,粘粒含量是影响泥化夹层抗剪强度的重要因素,二者之间有着良好的相关关系,即随着粘粒含量的增加,抗剪强度明显降低,本文还提供了粘粒含量与残余强度、屈服强度和峰值强度的相关曲线。     

面向材料老化的遗址土特性研究——以销阳城遗址为例

暴露在自然环境中的土遗址在降雨、风沙和温度变化的长期影响下，材料功能不断退化。以锁阳城遗址土为研究对象，测试遗址土物理、化学、热学和力学特性，为开展土遗址建筑材料老化机理研究提供基本参数。结果表明，不同方位城墙遗址土均为低液限黏土，矿物成分主要为石英、长石、云母、绿泥石、方解石和白云石，易溶盐主要为NaCl和CaSO₄。不同方位城墙土体颗粒及矿物组成造成物理力学性质差异。东城墙的可溶盐总量较大，矿物风化程度最大。西城墙土体的导热系数和热扩散系数最小，热劣化损伤程度最小。原生夯土比重塑试样的结构性更好，具有较高的抗压强度和抗剪强度。在土遗址夯筑砌补加固施工过程中，分层夯筑有利于提高结构稳定性。     

鄂尔多斯盆地南部长7陆相页岩基质孔隙发育类型及影响因素

为了探究鄂尔多斯盆地南部长7陆相储层页岩基质孔隙发育影响因素,应用氩离子抛光-扫描电镜、X射线衍射能谱仪、有机碳测定、有机质成熟度测定、高压压汞和Image J图像处理等分析测试处理技术对其进行了系统研究。研究表明:长7陆相页岩中的基质孔隙类型主要包括长石和碳酸盐矿物粒内溶孔、粒间溶孔和黏土矿物层间孔,其中页岩孔隙中65%为溶蚀孔,20%为黏土矿物层间孔,其余为有机孔、微裂缝和残余粒间孔;页岩中黏土矿物含量最高;页岩中溶蚀孔的比例随有机质成熟度升高而增大。有机质热演化过程中产生的有机酸促进了基质孔隙发育,脆性矿物和胶结物充填了基质孔隙不利于孔隙发育,黏土矿物含量越高基质孔隙发育程度越低。     

基于压汞实验的粘土微孔隙分布特征研究

为了研究粘土微观结构特征与其力学形成条件的关系,对某粘土进行了重塑和一维再固结。在此基础上,采用切块法获得了微结构观察样品,并采用冷冻干燥方法对微结构样品进行了干燥,进而采用能谱分析方法确定了土样的化学矿物成分,采用压汞实验测试了粘土的孔径分布。对不同方向上的孔径分布特征与其形成过程之间的关系进行了分析,结果表明孔径分布特征与试样的方向性具有密切关系。研究成果有助于进一步揭示土微结构与其力学性质之间的内在联系。     

南迦巴瓦构造结东侧结合带岩石类型与构造特征

南迦巴瓦构造结东侧结合带经历了多期次构造活动变形。通过系统地质调查、剖面测制和取样试验,对其岩石分布、成分、结构、物理力学性质和结合带的构造特征等进行了研究,结果显示:岩石类型多,矿物成分和含量差异大,变质作用复杂,岩石各向异性、抗风化能力差异明显;各类岩片和岩块的物理力学特性差异大;同类岩片和岩块受云母、角闪石含量和变质、风化、塑性变形程度差异等因素的影响,物理力学特性差异也较大;结合带内部和两侧边界总体上未见大的脆性断裂,岩层韧性剪切和塑性变形特征明显,各类岩片以突变焊接接触为主。该结合带现今为一套岩石建造,脆性断裂总体不发育。     

干旱区夯土遗址干湿盐渍耦合劣化微观结构分析

通过对分别掺入不同含量Na2SO4和NaCl并经历干湿循环的遗址土重塑样的基本水理、力学指标测试以及风洞试验,揭示试样在耦合作用下崩解速度、抗压强度、风蚀速率与盐分的关系;并通过微结构分析实验研究试样微结构特征参数与盐分之间的关系.进而通过统计学分析方法证实试样的宏观性质指标与各微结构特征参数间的相关关系并建立回归方程.研究结果表明:耦合作用通过改变微观结构而对遗址劣化进程产生影响,从而为遗址劣化程度的评价提供了微观依据.     

有机酸溶蚀作用对泥页岩储层孔隙结构的影响

为了解有机酸溶蚀作用下泥页岩常见矿物离子的溶出规律,探讨溶蚀作用对泥页岩次生孔隙结构的影响,针对南堡凹陷古近系沙三段泥页岩样品设计了不同温度、不同类型有机酸(乙酸、乙二酸)环境下的溶蚀实验。对实验后反应溶液进行等离子发射光谱检测,溶蚀后样品进行X衍射、扫描电镜、低温氮气吸附等测试。结果表明:随反应温度升高泥页岩中常见矿物离子在乙酸、乙二酸中的溶出可分为"上升、下降、复合、甚微型"以及"上升、下降、复合型"两种情况,且常见离子的"溶出系数"各异,总体上有机酸对泥页岩溶蚀作用正温效应明显,不同类型有机酸溶蚀机制差异显著;溶蚀后泥页岩的粒内孔孔径增大、数量增多,粒间孔接触部分发生小规模溶蚀产生网洞化现象,微裂缝宽度有所增大,并伴随伊利石、高岭石、蒙脱石等新生黏土矿物生成;乙酸溶蚀促进泥页岩中孔、微孔的生成从而增大其比表面积,乙二酸溶蚀则提升中孔、大孔比例,进而提高泥页岩平均孔径;有机酸溶蚀对泥页岩增孔效应初步判别显示其增孔能力有限,并未达到预期效果。     

不同黏土矿物对岩石相似材料性质的影响

岩石相似材料配比中水敏材料的合理选择是开展水岩劣化作用下岩体工程大型物理模型实验研究的重要基础与前提。从研制适用于开展水岩作用相关物理模型试验相似材料的角度出发,以石英砂、重晶石粉为骨料,水泥、石膏为胶结材料,分别添加膨润土、伊利石粉、高岭土作为水敏性调节剂来制作岩石相似材料,开展了单轴压缩、直剪以及水理性试验,获得了不同配比相似材料的物理力学参数和水理性质指标,并采用单因素控制法深入分析了不同黏土矿物类型与不同掺入量对相似材料试样物理力学性质与水理性质的影响。结果表明：(1)添加黏土矿物的相似材料,其物理力学参数分布范围广,能满足岩石相似材料的需求;(2)黏土矿物的添加显著改变了试样的物理力学性质,随着其掺入量的增加,试样密度、抗压强度、弹性模量以及黏聚力整体呈下降趋势,内摩擦角呈增大趋势,其中膨润土的影响程度强于伊利石粉和高岭土;(3)含有膨润土的相似材料相对于其他黏土矿物吸水率更大,更易于发生崩解,更适合作为研究水岩相互作用的物理模型试验相似材料的水敏性添加剂。该研究成果可为研制适用于开展水岩相互作用的物理模型试验相似材料提供参考。     

岩石矿物成分与可钻性关系研究

钻井地层岩石的物理力学性质和矿物成分性质是实现科学快速钻井的基础数据,但是矿物成分对可钻性的影响一直没有得到重视。取一研究油区以录井资料的地层岩屑为研究对象,对塑性泥岩、细砂岩和砾岩三种岩屑进行了较全面的矿物成分鉴定分析。研究结果表明,研究油田区块岩石的矿物成分主要以石英、粘土、斜长石、方解石和正长石五种矿物成分为主。矿物成分中含量较高的粘土和斜长石含量随井深增加而降低;石英含量随井深增加而增大。泥岩的可钻性级值随粘土的增加有增加趋势,随石英含量的增加而增大。砂岩的可钻性级值随粘土含量的增加有降低趋势,而随石英含量的增加而增大。砾岩的可钻性级值随粘土和石英含量的增加而下降。