重力场条件下砂岩突出倾向性

通过对永川煤矿砂岩物理力学性质的实验研究,得出了突出砂岩的特征,并据此研究了该矿-350m水平砂岩突出倾向性,提出了重力场条件下砂岩突出倾向性的判据. 研究表明:突出的砂岩具有孔隙率大、气孔容积大的物理特征和杨氏模量较低、强度低、不易产生塑性变形的力学特性;岩石和瓦斯突出发动过程与冲击地压特征具有一致性,可以用研究冲击地压的理论来研究砂岩突出倾向性问题;砂岩突出受多种因素影响,力学因素是主导因素. 在"三准则"理论基础上,建立了用能量准则、强度准则和冲击倾向性准则评价砂岩突出倾向性的方法.     

袁大滩煤矿风化岩土体冻结热参数及单轴压缩试验研究

袁大滩煤矿岩土体风化严重,冻结井筒施工设计需要依据风化岩土体的冻结特性和力学参数。目前对于风化岩土体的冻结热参数及力学性质缺乏了解,通过风化岩土体钻孔取样,对细砂、黏土、细粒砂岩、粉砂岩和砂质泥岩试件进行了比热、导热系数、结冰温度等热参数和冻结单轴压缩方面的试验研究。结果表明:风化岩体的结冰温度低于风化表土,而导热系数大于风化土体,黏土的比热和容积比热最大。随温度降低,岩土体的抗压强度和弹性模量均逐渐增大,泊松比逐渐减小,但对岩土体泊松比的影响相对较小;温度对细砂、黏土和粉砂岩抗压强度的增幅相对较大,对细砂、黏土、细粒砂岩和砂质泥岩弹性模量的增幅相对较大;随温度降低,岩土体的抗压强度、弹性模量和泊松比变化幅度均呈加快趋势。     

复合岩石渐近协调剪切破坏假说及其强度方程

本文作者采用剪切方向与试件表面呈任意角的变角剪试验方法,对灰岩、砂岩、泥岩组成的复合岩石进行了大量的力学性能试验。通过复合岩石的受载、变形和破坏的实验研究,提出了复合岩石“渐近协调剪切破坏”假说,并由此建立了由剪切角、层间强度及单一岩石的抗剪强度、厚比、弹性模量诸参数决定的复合岩石强度方程。经过实验证明,此方程在一般岩石力学的理论和实践中是可行的。因此,复合岩石的“渐近协调剪切破坏”假说及其强度方程,可供工程地质、岩土工程等涉及复合岩体的理论和实际问题分析之用。     

冻融作用下云冈石窟砂岩损伤特性与风化评估

在冻融条件下云冈石窟砂岩风化现象严重,为深入了解砂岩在冻融作用下的物理力学特性损伤与风化程度变化,针对云冈石窟砂岩开展了室内冻融循环模拟风化试验.在饱和条件下通过设置不同冻融循环次数得到不同风化程度的砂岩,采用实验室内多种原位宏观无损检测技术对循环前以及每5次循环后的砂岩进行测试,得到砂岩在冻融循环过程中的破坏特征以及各物理力学特性参数.结合微观检测技术从细观角度探讨了砂岩内部结构损伤机制及性能指标变化原因,并根据波速比值变化判断砂岩风化程度.试验结果表明,砂岩风化特征表现为颗粒脱落,结构逐渐破坏并产生裂隙,砂岩风化程度逐渐加深,经60次循环试验后砂岩达到中等风化程度.多种检测方法的测试结果均表现出一定的规律性:砂岩的质量、超声波速、硅、钙元素含量、抗压强度等均随冻融循环次数的增加而降低;砂岩孔隙率随冻融循环次数的增加而增大;砂岩冻融循环次数、超声波速以及抗压强度之间存在一定的关联性,建立了三者数值关系式并可直接应用.     

天龙山石窟工程地质特征研究

为保护天龙山石窟提供科学的依据,探讨了天龙山石窟工程地质特征问题。对天龙山石窟岩石进行了物理力学性质试验、化学成分和矿物成分分析,结果表明,天龙山石窟岩石为砾粗-中粒石英砂岩,石英含量高,化学成分以SiO2为主,胶结物以硅质最常见,胶结类型为孔隙式,属于坚硬岩石,但抗冻性差,抗风化能力中等。可见,天龙山石窟主要地质病害为岩体裂隙、窟顶渗水、岩体崩塌和石雕风化。     

浅谈岩土工程勘察报告的编写工作

岩土工程勘察报告是建筑地基基础设计和施工的重要依据。在保证外业和实验资料准确可靠的基础上，文字报告和有关图表应按合理的程序编制。要重视现场编录、原位测试和试验资料检查校核，使之相互吻合，相互印证。地基岩土分层是一个重要环节，要根据岩土地质时代、土的成因类型、岩土性质、状态、岩石风化程度和物理力学性质合理划分。岩土的工程力学性质是根据原位测试和试验资料的数理统计值综合判定。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料，做到内容齐全，论据充足，重点突出，正确评价建筑场地条件、地基岩土条件和特殊问题，为工程设计和施工提供合理适用的建议。     

白银市区建筑基岩物理力学特性分析研究

随着高层建筑的大量出现,建筑基岩的工程特性越来越受到关注。白银市区广泛分布的第三系砂岩和粘土岩,尤其是处于强风化和中等风化状态下的,其强度低、易风化、裂隙发育、见水易软化崩解。通过对大量工程数据的分析总结,对该类岩石的物理力学特性进行了归纳与研究,希望对相关的理论研究和工程应用提供一定的帮助。     

内蒙古阿拉善地区红层砂岩力学试验特性研究*

针对阿拉善沙漠世界地质公园范围内的敖伦布拉格峡谷与额日布盖峡谷的红色砂岩进行了岩石单轴、三轴压缩变形试验和岩石抗拉试验。得到以下结论:红层峡谷不同位置抗压强度不同,与野外观察到的岩层凹凸变化趋势能够相吻合;同一样品不同段的测试结果中抗压能力是有差别的,这可能与胶结在砂砾岩中的砾石分布不均匀有关;阿拉善红层砂岩力学特性与强风化砂岩力学特性相近,砂岩的内摩擦角随着风化程度的加剧而增大,凝聚力则随着风化程度加剧而减小,这可能是风化造成砂岩力学特性发生变化的原因。此成果填补了阿拉善地区红砂岩的基本力学特征信息的空白,对于研究峡谷地貌形成中的水动力和风动力具有参考意义。     

济阳坳陷第三系不整合结构矿物学与元素地球化学特征

不整合是由多个结构层组成的地质体,不同结构层具有不同的矿物学和地球化学特征,不整合结构层特征对地层油气藏的形成具有重要作用。根据济阳坳陷部分第三系不整合结构层的岩心观察、矿物及元素分析等,将不整合风化带划分为3类结构：I1型结构,I2型结构和Ⅱ型结构。系统分析了不同风化带结构层的矿物学、元素地球化学特征,结合化学风化指标对风化壳岩石风化程度进行了研究。结果表明,风化壳岩石风化程度的差异,导致不整合不同结构层呈现不同的矿物学特征,不整合结构层风化岩石相比未风化岩石具有富Al,Fe,Mn,Ti而贫Ca,Mg等特点。     

冻融循环条件下红砂岩物理力学特性试验研究

对采自陕西的红砂岩进行冻融循环压缩试验,以模拟红砂岩的冻融风化过程。试验共进行40次冻融循环,在冻融0,5,10,20,40次时分别测量岩样的质量、体积及其纵波波速,并对岩样进行单轴抗压试验;分析了岩石强度与应力-应变曲线及损伤扩展力学特性随冻融循环次数的变化规律。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,岩样的质量、密度、波速及冻融系数减小;岩样的弹性模量及强度逐渐减小,应力-应变曲线压缩性增大,弹性增长段减小,塑性增强;冻融与荷载的共同作用使岩石总损伤加剧,并最终导致岩石破坏。最后,利用陕西红砂岩物理力学特性随冻融循环的变化规律,为寒区岩土工程的建设提供相应的参考数据。     

四川盆地周缘筇竹寺组泥页岩储层特征

通过地表地质和井下地质相结合,运用岩石学和岩石物理学方法,探讨了四川盆地周缘下寒武统筇竹寺组泥页岩储层特征.结果表明,四川盆地周缘下寒武统筇竹寺组厚40～400m,为一套黑色碳质泥页岩、灰色含粉砂泥岩、粉砂岩、细砂岩、灰岩及含泥灰岩建造.筇竹寺组下部岩性主要由富有机质(碳质)非纹层状泥页岩、泥岩、钙质泥岩、粉砂岩、纹层...     

深部岩石力学参数随赋存深度变化规律研究

为了研究煤系地层中赋存深度的变化对深部岩石力学参数的影响,以50m为一个岩层深度范围,通过对淮南矿区潘集背斜上某矿赋存深度在800~1 300m深度范围的同一层泥岩和砂岩样本的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角、抗拉强度等岩石基本物理力学参数的试验研究,采用SPSS19.0对试验结果分别进行统计分析,结果发现,泥岩和砂岩的泊松比均随深度的增加而减小,而这两种岩石其余5个力学参数则随赋存深度而增加,且深度的变化对砂岩力学参数变化影响更大;深度在1 000m附近时,泥岩和砂岩的力学参数都会出现显著变化。     

郑庄倒虹吸工程地质条件及评价

在野外工程地质勘测的前提下,并结合室内岩土物理力学性质试验,在得出该工程岩土物理力学性质指标的基础上给出了郑庄倒虹吸工程的地质条件及评价。     

湖南白垩系泥质粉砂岩风化特性研究

为了研究白垩系泥质粉砂岩的风化特性,对不同风化程度的泥质粉砂岩岩体进行了工程特性、风化耐久性和风化速度试验.试验结果表明:随着岩体风化程度的加深,岩石中粘土矿物含量增加,增幅达52.7%;活动性强的化学成分相对减少,含量由7.58%降到1.98%;岩石干密度降低,由2.58 g/cm3降为2.31 g/cm,;孔隙率由3.8%增至17.3%;吸水率由1.96%增至2.76%,力学性能降低,抗压强度由5.2 MPa降至1.8 MPa,抗拉强度由2.24 MPa降至0.27 MPa;岩体更容易软化崩解.岩石的风化速率与自身的风化状态和暴露的面积有关.表9,参6.     

柯坪塔格组下砂岩段岩石力学参数特征分析及测井解释方法

志留系柯坪塔格组下砂岩段为近年来下古生界碎屑岩油气勘查的重点领域。岩石力学参数特征研究对地应力分析、钻探设计和压裂改造等方面意义重大。通过对某地区柯坪塔格组下砂岩段取样,利用MTS"岩石物理测试系统"开展了对岩石的声学和力学同步测试。分析了岩石力学参数饱气/饱水、阶段变化时的特征。区分砂、泥岩提取志留系测井纵横波时差校对关系;并在实验基础上拟合出弹性模量和泊松比的动静转换公式。通过岩石密度、波阻抗和泥质指数得出模拟地层条件下岩石抗压强度计算公式,抗张强度暂取经验值。最终获得志留系各井岩石力学参数测井解释剖面,并对抗压强度实测值和计算值进行检验,误差较小,从而证明该分析计算方法和剖面都是可信的。     

煤层顶板砂岩在高温下的力学特性及破坏机理

采用偏光显微镜、扫描电镜及岩石力学试验系统等仪器设备研究了煤层顶板砂岩在常温到1200℃范围内的力学特性和破坏机理.结果表明,煤层项板砂岩在加热过程中强度急剧降低的温度与岩石内部裂隙形成和晶体形态变化的温度基本一致,说明岩石微观结构在高温下的变化对其力学特性有显著影响;煤层顶板砂岩中有机物在高温下的分解和析出,对砂岩中裂隙形成与发展具有一定的影响,该砂岩在高温作用下的破坏是晶体晶型转变和膨胀等产生的热应力及有机物析出共同作用的结果.     

酸性环境冻融循环对砂岩抗剪强度参数损伤效应

水化学条件与冻融循环的耦合侵蚀作用对寒区岩土工程的稳定性产生重要影响。选取砂岩为研究对象,开展不同水化学溶液以及冻融循环条件下的砂岩常规三轴实验,分析砂岩抗剪强度参数变化规律,定量分析砂岩抗剪强度参数的损伤特征。结果表明:砂岩抗剪强度参数值逐渐减小,劣化度逐渐增大,最大可达到73.06%、49.34%;抗剪强度参数值与冻融循环次数关系可定量表征为指数变化关系,得到砂岩抗剪强度参数变化规律。通过电镜扫描试验分析水化学与冻融循环作用对砂岩微观结构的变化规律,砂岩内部孔隙逐渐扩张、联通,岩石颗粒之间胶结松散,岩体结构呈现疏松多孔。研究为分析酸性冻融循环作用下砂岩力学参数劣化机制提供参考。     

新工科背景下数字岩石物理在岩土类课程实践教学中的应用

该文以岩土类课程为例,针对传统岩土力学实践教学中存在的不足,提出在岩土类教学实践过程中引入数字岩石物理和数值仿真分析辅助传统实践教学的新方法。通过数字岩石物理和数值仿真分析可以实现对岩土材料微观组构特征、渗透现象和变形破坏过程的可视化观测与定量表征;使抽象的物理概念具象化,可以有效激发学生的探索创新意识和学习兴趣,进而提高课程的教学效果。     

兖州矿区3号煤层顶板砂岩含水层水文地质特征研究

由于对兖州矿区3号煤层顶板砂岩含水性能认识不足,造成了多次矿井的突水事件,甚至淹井停产。分析了兖州矿区3号煤层顶板砂岩的物质组成、孔隙微观特征和岩石力学特征、渗透性能、富水性情况的基础上,利用GIS多元信息拟合技术对3号煤层顶板砂岩含水层进行了突水危险性进行了初步评价。该研究对类似条件下其他矿区水害防治工作具有一定的参考价值。     

白垩系砂岩宏细观冻融损伤特性试验研究

为研究人工冻结对白垩系砂岩物理力学特性的影响,以粗粒、中粒砂岩为研究对象,分别开展了一次冻融前后砂岩饱和吸水率试验、氮气吸附实验;并进行20,-30,20℃等不同冻结过程下的强度测试。试验结果表明:2种岩石经历冻融作用后饱和吸水率均有所增大,粗粒砂岩饱和吸水率增加幅度较大。一次冻融循环后粗粒砂岩比表面积和孔容都增大而平均孔径减小,而中粒砂岩区别于粗粒砂岩的是,其孔容呈现减小趋势。冻融作用下两种岩石单轴抗压强度和弹性模量均有不同程度的降低,粗粒砂岩单轴抗压强度和弹性模量降低幅度大于中粒砂岩。低温冻结提高了试验岩石的单轴抗压强度,粗粒砂岩单轴抗压强度提高幅度大于中粒砂岩。揭示了饱和砂岩物理力学特性劣化内在机理,指出了岩体结构特征及饱和状况是控制不同冻结过程损伤状况的主要指标。