原状黄土固结过程中电阻率参数变化研究

通过测试原状黄土固结过程中的电阻率,研究了固结压力和电流频率对电阻率参数的影响规律。结果表明:原状黄土固结过程中,随着压力的增大,横向电阻率增大,竖向电阻率、平均结构因子、平均形状因子和各项异性系数先减小后增大;随着电流频率的增大,平均结构因子和平均形状因子先快速下降后逐渐趋于平稳,各向异性系数先快速上升后缓慢上升;建议类似研究的电流频率范围采用50 k Hz~1 MHz为宜。     

电阻率法研究双液硅化加固过程中黄土的结构变化

通过连续测试双液硅化加固过程中黄土的电阻率变化。计算得到了电阻率结构特性参数的变化规律,包括土的平均结构因子、平均形状因子与各向异性系数。分析了加固过程土体结构的变化机理。试验结果表明:黄土电阻率随着电流频率的升高而逐渐减小并最终趋于稳定,当电流频率范围为50 k Hz~1 MHz时,电流频率对黄土电阻率实测值影响较小;双液硅化加固过程中,竖向和横向电阻率均随着时间的增加先减小,最终保持稳定,且减小趋势均集中在初始阶段。平均结构因子和平均形状因子均随时间的增加先减小,最终趋于稳定。各向异性系数随时间的增加先快速增大,并最终趋于稳定。     

水玻璃固化黄土过程中电阻率参数的试验研究

为探究电阻率法在黄土硅化加固过程中应用的可行性,对施加上部荷载的重塑黄土注射水玻璃,同步测试不同电流频率下的土体横向及竖向电阻率,结合土体结构对电阻率参数的变化进行了分析。试验结果显示:随着不断升高的电流频率,黄土电阻率先逐渐减小并最终趋于稳定,当电流频率范围为5×104~1×106Hz时,电流频率对黄土电阻率实测值影响较小;随着固化时间的增加,黄土竖向和横向电阻率先减小并最终趋于稳定,且减小趋势均集中在初始阶段(200 min前)。随固化时间的增加,平均结构因子和平均形状因子均呈现先减小后稳定的趋势。各向异性系数随固化时间的增加先快速增大并最终趋于稳定。     

恒应变速率压缩中压实黄土结构特征试验研究

采用恒应变速率法测试压实黄土的力学性质,并与分级加载方法获取的数据进行比较。同时,用电阻率法测量压实黄土在压缩过程中的电阻率值,以期探究恒定含水量条件下,应变和电流频率等因素对压实黄土电阻率的影响,分析压实黄土在压缩过程中的土体结构变化规律。结果表明:恒应变速率方法能较快地确定非饱和压实黄土的压缩曲线并计算其压缩力学参数。含水量变化较小时,压实黄土竖向电阻率随应变的增大而减小,随电流频率的升高基本呈减小趋势,横向电阻率随应变的增加而逐渐减小,竖向电阻率大于横向电阻率;另外,平均结构因子和平均形状因子随着应变的增大而呈双线型减小,表明压实黄土孔隙率逐渐减小,土样稳定性增加,土颗粒间胶结作用变弱。各向异性系数随应变增大先减小随后趋于稳定,表明随着压缩竖向和横向结构单元变化速率基本一致。压缩过程中压实黄土的结构参数反映其微观结构的变化规律,可作为评价黄土力学性质的依据。     

饱和砂的交流电阻率特性研究

采用电阻率法定量研究土的孔隙特征,通过试验测量了不同孔隙率的饱和砂在不同电流频率下的交流电阻抗,然后研究电阻率、电流频率以及孔隙率之间的关系。结果表明:孔隙水的电阻率随频率的增加而减小;饱和砂的电阻率随电流频率的增加而减小;饱和砂的电阻率随孔隙率的增加而减小;结构因子随电流频率的增加而增加;结构因子随孔隙率的增加而减小;最后在分析等效电路的基础上建立了考虑电流频率变化的饱和砂电阻率模型。     

黄土电阻率与其压实特性间关系试验研究

为研究黄土的电阻率与其压实特性间相互关系,首先分析了黄土的电阻率温度校正系数以及电流频率对电阻率测量值的影响,然后对不同条件下压实黄土的电阻率变化进行了一系列室内试验。研究表明:西安压实黄土实测电阻率的温度校正系数约为0.030～0.033℃-1.在2 000 Hz以下频率范围内,黄土电阻率随着交流电测试频率的升高而降低并且趋于稳定。当保持含水率一定时,随着压实度的提高,黄土的电阻率降低;当保持压实度一定时,黄土的电阻率随含水率的增加而减小。存在一个临界含水率,低于该值,压实黄土的电阻率随含水率增加迅速减小,高于该值,压实黄土的电阻率随含水率增加缓慢减小。     

赤泥电阻率基本特性研究

为深入了解赤泥的电阻率特性,对赤泥电阻率进行了室内试验。通过测试不同含水率、不同孔隙率、不同龄期的赤泥在不同电流频率下的电阻率和赤泥的无侧限抗压强度,研究分析了电阻率与各变量之间的关系。研究表明:赤泥电阻率随电流频率、含水率、轴向应变的增加呈减小趋势,随龄期的增加先增大后减小,随孔隙率的增加先减小后增大,各因素相互影响,共同作用。     

压实黄土压缩特性研究

压实黄土广泛应用于实际工程中,其压缩特性是黄土路基工程、地下工程、边坡工程设计计算的重要参数.进行了一系列控制干密度和含水率的固结压缩试验,研究了压力、干密度和含水率对压实黄土的压缩特性的影响.试验结果表明:压力增大,压实黄土的压缩模量增大;含水率一定,随干密度的增加,压缩模量逐渐增大,压缩模量增量在含水率较小时,随干密度增大呈先减小后增大趋势,在含水率较大时,随干密度增大呈逐渐减小趋势;干密度一定,随含水率的增加,压缩模量减小,减小幅度随着含水率的增大而逐渐减小;并且干密度越大,趋势越明显.压实黄土的压缩模量-含水率关系可以用指数函数Es=aebw来表达.     

氯化钠溶液对水泥砂浆的腐蚀行为

为研究氯化钠溶液对水泥砂浆的腐蚀,以浸泡在不同浓度氯化钠溶液中的水泥砂浆试块为研究对象,进行了电阻率和无侧限抗压强度试验。结果表明:不同龄期、不同氯化钠浓度下试块的电阻率均随电流频率的增大而明显降低,建议采用50 k Hz~1 MHz的电流测试频率范围为宜;试块电阻率和无侧限抗压强度随龄期的不断增加均呈现不同速率的增长;试块的电阻率均随氯化钠浓度的增加先保持稳定后呈减小趋势,无侧限抗压强度呈现相同的变化规律;随电阻率的增长水泥砂浆的无侧限抗压强度线性增大。     

珠三角西部软土变形特性试验研究

珠江三角洲西部地区广泛分布第四系全新统海陆交互相沉积软土,为了研究该区域软土的变形特性,取5.20～5.40 m、 8.20～8.40 m、 11.40～11.60 m共3个深度的土样,对每一深度的土样进行了竖向和横向的一维固结压缩试验,重点研究了土样的压缩量、孔隙比、压缩系数及压缩模量随固结压力及压缩时间的变化情况,同时考虑了取样深度和软土各向异性的影响.研究结果表明:固结压缩时间在前240 min时,土样的压缩量均明显增大,随后压缩量的增大幅度逐渐变缓,并趋于稳定状态,说明土样的主固结状态已基本完成;软土的孔隙比均随固结压力的增大而减小,当固结压力在200 kPa以内,孔隙比变化较大,取样深度对孔隙比减小的范围影响不大;在固结压力小于100 kPa时,压缩系数随固结压力的增加而显著减少,当固结压力大于100 kPa时,竖向和横向得到的压缩系数几乎相同;压缩模量随固结压力的增加接近于直线增长,随着固结压力的增加,埋深浅的软土压缩模量增加较快.论文的研究成果可为本区域软土地基工程提供合理可靠的设计依据.     

高温高压煤复电阻率各向异性实验研究

电阻率各向异性是影响煤储层电法勘探的重要因素,针对煤样复电阻率各向异性的参数评价,对焦作地区煤矿储层沿平行和垂直层理方向分别钻取了煤样,并在高温高压条件下测量得到了相应的复电阻率频谱。为了定量分析温度、压力对煤样复电阻率各向异性的影响,建立了煤样不同方向频散参数(界面极化频率、模值频散度、弛豫时间)与温度压力的对应关系,电阻率各向异性系数与温度、压力的对应关系。结果表明：平行层理方向频散参数均与温度、压力呈现良好的线性关系,垂直层理方向频散参数的线性关系不如平行层理方向好;任意方向煤样频散与温度、压力的响应关系都可以用弛豫时间来定量评价;随温度升高各向异性系数增大,随压力增大各向异性系数变化不明显。研究结果可为更精确地定量评价温度、压力对煤储层电各向异性的影响提供实验基础和理论参考。     

封闭系统条件下压实黄土的二维循环冻融变形特性及其评价

道路、渠道和土石坝等工程的冻融为二维冻融,为探索土在二维循环冻融作用下的变形规律和评价方法,以宁夏同心黄土为对象,压实度和饱和度为因素,试验研究了压实黄土在封闭系统条件下的二维循环冻融变形特征,变化规律,分析了因素的作用机理和显著性,提出了二维冻融变形评价方法。试验结果表明:封闭系统条件下,压实黄土的二维循环冻融变形以水结冰膨胀效应为主导,竖向表现为冻胀和融沉,水平表现为冻胀和融胀。水平和竖向冻胀变形的比值随冻融循环次数的增加而增大,最大比值约2倍。水平融胀明显地小于竖向融沉,二者的比值平均约0. 43。较一维封闭系统竖向冻融,二维冻融的竖向融沉变形占竖向冻胀变形的比例大,竖向冻融变形波动明显,且冻融体变率高。压实度和饱和度对压实黄土二维冻融变形的影响均非常显著,是主控因素。评价指标合理,能直接或间接表征冻融对土的几何、物理和力学性能的影响。研究结果对宁夏压实黄土岸坡工程的冻害评价与防治具有重要的现实意义,对土二维冻融效应的深入研究具有引导和促进作用。     

水泥土搅拌桩搅拌均匀性的电阻率评价方法

采用电阻率测试方法,以常规水泥土搅拌桩和双向水泥土搅拌桩为例,对水泥土搅拌桩芯样电阻率进行测试.通过对其电阻率及其表征水泥土微观结构的结构因子、形状因子和各向异性指数的定量分析,阐述了水泥土搅拌桩在水平方向和沿桩身方向的均匀性;通过与搅拌桩桩身标贯击数和无侧限抗压强度等宏观力学指标对比,验证了利用电阻指标评价水泥土搅拌桩搅拌均匀性的科学性与可行性.结论表明:常规水泥土搅拌桩搅拌不够均匀,桩身水泥土的微观结构、物理力学性质随深度增加变差,表现出方向上的差异性.双向水泥土搅拌桩搅拌均匀,桩身水泥土的微观结构、物理力学性质沿桩身分布均匀.取芯和标贯试验论证了上述结果.     

磐安结构性黄土的构度及动强度衰减特性

 以磐安黄土为样本,基于无侧限单轴抗压试验得到的磐安黄土构度指标,分析了原状黄土与重塑黄土的结构性差异;通过动三轴试验,对原状黄土、重塑黄土在天然含水率、饱和含水率条件下的动强度衰减特性进行了对比研究。结果表明,天然含水率的原状黄土及重塑黄土均具有较强的结构性,原状黄土的结构性更强,其动强度明显高于重塑黄土的动强度;虽然饱和过程使得原状黄土的动强度大大降低,但饱和原状黄土的动强度仍高于饱和重塑黄土的动强度,且饱和原状黄土的动孔压增长趋势明显慢于饱和重塑黄土;具有较强结构性的黄土,其动强度曲线不会出现归一化。     

衬底温度和溅射功率对AZO薄膜性能的影响

采用RF磁控溅射法在载玻片上制备了可用于电极材料的掺Al氧化锌(AZO)透明导电薄膜,并对不同衬底温度和溅射功率下制备的AZO薄膜结构、光电性能进行了表征分析.结果表明:各种工艺条件下沉积的AZO薄膜均具有明显的(002)择优取向,没有改变ZnO六方纤锌矿结构;薄膜电阻率随衬底温度升高而减小,随溅射功率增加先减小后增大,衬底温度400℃、溅射功率200W时最小,为1.53×10-5Ω.m;可见光平均透射率均在80%以上,光学带隙与载流子浓度变化趋势一致,最大值为3.52eV.     

螺杆桩处理湿陷性黄土挤密效果分析与评价

螺杆桩因其特殊的成桩工艺和挤土效果,可有效改善桩间土的力学特性并消除黄土的湿陷性.为了研究螺杆桩消除黄土地基湿陷性的效果,对螺杆桩在不同桩心距条件下黄土的挤密效应进行较为系统的研究分析.试验结果表明:螺杆桩处理后的黄土复合地基,其桩与土之间有较好的挤密效果,黄土湿陷性明显消除;由于成桩工艺的特殊性,随着桩侧水平距离的增...     

粉土在直剪试验中的强度特性研究

通过在不同初始含水率、不同干密度、不同垂直压力条件下的直剪试验.研究重塑粉土强度指标随这些外部因素的变化规律,研究表明,垂直压力、干密度的增大时提高重塑粉土峰值强度作用明显,随初始含水率增加,重塑粉土土体峰值强度的剪切位移增加,而峰值强度、黏聚力、内摩擦角都有先增大后减小的趋势.     

水平井随钻电磁波电阻率数值模拟

随钻电磁波电阻率随着钻井技术进步市场和份额逐渐增加,由于水平井测量环境与直井存在较大差别,仪器受到影响因素也与直井不同,明确水平井中随钻电磁波电阻率的测井响应规律有助于水平井测井资料解释。依据电磁波电阻率测量原理,根据Chew理论,推导了TI介质中电磁场的波场分解,进而建立三维空间电磁波电阻率数值模拟正演方法。模拟了不同工作频率、不同相对井斜角、不同围岩电阻率以及地层界面情况下电磁波电阻率的测井响应规律。结果表明:幅度比和相位差随着地层电阻率的增大而减小,表现出与地层电阻率呈单调递减的函数关系;相位差对地层电阻率的敏感程度明显优于幅度比,适用的地层范围更大;井斜角越大,地层界面上下地层电阻率对比度越高,越容易在层界面附近产生"极化角",有助于识别地层界面;相同工作频率,围岩对幅度衰减电阻率的影响要大于相位差电阻率的影响;相同测量方式,围岩对低频工作模式的影响要大于对高频工作模式的影响;随井斜角的增大,幅度衰减电阻率与相位电阻率出现分离;工作频率越高,不同源距的电阻率值分离程度大。     

页岩储层地应力预测模型的建立和求解

对致密页岩储层进行水平井钻井和压裂时,必须精确确定页岩气储层地应力。在分析页岩构造特征的基础上,给出考虑页岩横观各向同性的地应力计算模型,并建立声波测井资料求取页岩横观各向同性力学参数的关系式,据此研究页岩气储层地应力的分布规律。分析孔隙压力及地层升沉作用对地应力的影响。结果表明:页岩横观各向同性性质对地应力分布有较大影响,当水平与垂直方向弹性模量之比达到4时,水平地应力平均增加144%,而垂直方向与水平方向的泊松比之比达到2.2时,水平地应力平均增加16.5%;当孔隙压力变化2.4MPa时,水平地应力平均增加13.8%,而地层升沉作用对地应力的影响不大。将预测模型用于Baxter页岩的地应力预测,预测结果与其地层瞬间闭合压力(ISIP)最大误差仅为1.2%,证实模型准确可靠,可为页岩气水平井的钻井和压裂设计提供准确的基础数据。