改性脱硫石膏基混凝土物理力学性能试验研究

为了验证改性脱硫石膏替代水泥的可行性,采用实验方法,对改性脱硫石膏和水泥及其混凝土的物理力学性能进行了对比试验研究。结果表明:改性脱硫石膏基混凝土抗压强度达到44 MPa,抗折强度达到9.5 MPa,明显高于水泥基混凝土。抗拉强度、抗剪强度与水泥基混凝土较为接近;因此,改性脱硫石膏替代水泥作为胶凝材料是可行的。养护条件的差异会对混凝土强度增长产生影响,低湿度的常温养护条件更适宜改性脱硫石膏基混凝土后期强度的发展;所以在煤矿巷道的喷射混凝土支护施工后无需洒水养护,从而减少施工工序,提高施工效率。另外,还给出了改性脱硫石膏基喷射混凝土配合比的三种优化方案,在满足其施工所需强度的条件下能够方便灵活地选用其最优配合比。     

楔形刃压头作用下岩石力学性能研究

楔形刃压头与岩石作用规律的研究是全断面岩石掘进机研制的基础理论.通过对楔形刃压头贯入岩石产生的现象及其与岩石相互作用规律的研究,发现在楔形刃作用下,岩石破坏的宏观表现是“跃进破碎”.岩石在跃进破碎前经历弹性变形和塑性变形,弹性变形较小,塑性变形在跃进破碎前及两相邻跃进破碎间是岩石变形的主要形式,并且作用在楔形刃上的力与...     

现浇磷石膏力学性能试验装置的设计及刚度试验分析

为测定现浇磷石膏的力学性能,设计了以弹簧作为刚性辅助元件的加载装置,并自制荷载传感器采集荷载,进行了该装置的刚度测试。结果表明,该装置可作为强度较低的脆性材料力学性能的测试装置,但弹簧的制作及安装误差使荷载传感器偏心受力,该影响可作为系统误差;由于弹簧和自制荷载传感器存在变形差异,导致装置的加载刚度和卸载刚度不等,但刚度测试结果精度较好。     

地下水平盐岩溶腔内薄夹层滑移失稳分析

盐岩与非岩盐夹层界面的滑移破损,严重影响地下岩盐储气(油)库稳定性和密闭性。为建立地下水平岩盐储库内薄弱夹层滑移破坏的理论判据,从力学基础理论出发,以椭圆形断面水平岩盐储库为例,对溶腔内薄弱夹层进行了界面上的应力分析;利用经典的库仑莫尔准则,综合考虑储库深度、内摩擦角、内聚力、内压以及夹层位置等因素,定义了薄弱内夹层滑移破坏的稳定因子。通过算例,分析了各个因素与岩盐夹层交界面滑移破坏的关系。本研究结果可以为地下水平型储库设计关键参数的确定提供理论依据。     

盐穴储气库溶腔夹层应力分布规律

 针对层状盐岩地层水溶造腔过程中不溶性夹层的破坏坍塌现象,建立了夹层力学分析模型,应用小挠度薄板弯曲理论求解,得到了夹层剖面内各应力分量的分布规律。对夹层破坏坍塌条件进行分析,给出了一种计算夹层极限跨度的方法。研究成果为盐穴储气库水溶造腔过程中夹层破坏坍塌的预测提供了理论依据和有效的计算方法。     

高温下C65混凝土力学性能试验研究

为研究高强混凝土的抗高温性能,研究了C65混凝土在高温下的力学性能,利用高温下混凝土加载试验设备,对C65混凝土分别进行了常温20 ℃、300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃、800 ℃高温试验,并对各温度下的高强混凝土进行了单轴压力学性能试验。分析了高温后混凝土外观特征,测得了高温下混凝土的单轴抗压强度,系统地分析了高温对高强混凝土力学性能的影响。结论表明:随温度的提高,高强混凝土的单轴抗压强度总体呈逐渐降低的趋势,并具有一定规律性。这些结论可以为高强混凝土结构抗火性能的研究提供理论依据。     

温度作用下复合道面力学性能试验研究

为治理寒区机场跑道入口等待区复合道面轮辙病害,提出了复合道面原位加铺刚性层的处置方法。依据弹性地基梁理论制作了两种8组试块并对其分组进行了常温、高温、低温环境以及冻融循环作用后的力学试验,记录了试块破坏过程的实效模态和应变时程曲线,利用应力变化率法研究了试块的力学性能和破坏特征,对比于传统复合道面结构,分析了夹心型道面结构的优缺点。结果表明：常温环境下两种道面结构承载力接近;在高温和冻融循环作用下,夹心型道面结构上下部刚性层对中部沥青层具有保护作用,结构整体表现出较好延性;低温条件下两种道面结构中的沥青层抗裂性能变差,试块易发生整体脆性破坏;通过试件应力变化率分析可知,夹心型道面结构的承载力和延性在不同温度状况及冻融循环作用下较传统复合道面结构有所改善。特别地,相较于传统型道面结构,夹心型道面结构沥青混合料不易脱落到道面表面形成FOD,符合机场严格的FOD管理标准,表明该新型复合道面结构具有一定工程适用性。     

液氮冷却作用下三类高温岩石力学性能试验研究

为了研究液氮冷却对高温岩石物理力学性能的影响,对不同温度下(25~350℃)的花岗岩、片麻岩和砂岩试样进行液氮冷却处理,开展了一系列的物理力学试验研究,结合微观观察结果分析了各类岩石的损伤机理.结果表明,提高加热温度能够加剧液氮对岩石内部结构的损伤,随温度的升高,岩石的孔隙率、峰值应变逐渐增大,而纵波波速、抗压强度和弹性模量则相反.高温和液氮冷却所产生的热应力导致岩石内部裂纹的萌生和扩展,且微裂纹主要沿石英矿物边界发育.随着加热温度的升高,微裂纹的数量呈逐渐增加的趋势,这是岩石宏观特性退化的主要原因.三类岩石对加热和液氮冷却处理的敏感度不同,这与岩石在成岩作用、矿物成分、胶结类型以及孔隙结构方面的差异有关.     

层状岩体破坏性质试验研究

层状岩体由于其明显的各向异性特点,以及复杂的破坏机制,严重影响了地下工程的安全施工。通过对层状岩石试件进行全应力-应变三轴加载试验来研究层理对其强度特性和变形特征的影响;同时利用弹性小变形理论对复合层状岩体的变形及弹性模量进行了推导计算。试验研究结果表明,由于层理面之间存在不规整现象,水平层理的存在使得岩石强度以及整体弹性模量有所降低,使得在试件破坏时岩层的整体变形量增大。     

文峪河水库软弱夹层岩石中型剪试验探讨

介绍了文峪河水库的概况和工程地质情况,阐述了文峪河水库软弱夹层岩石中型剪试验过程和结果分析。     

深井盐膏及盐水地层固井隔离液体系研究

目前国内深井多钻遇盐膏和盐水地层,常用隔离液体系抗温和抗盐能力较差,温度超过100℃时,在低浓度盐作用下体系失稳沉降严重,易造成固井施工复杂,注替安全隐患极大。选用一种多糖聚合物作为高温抗盐悬浮稳定剂,辅以耐盐的降失水剂及流型调节剂,研制了一套高温抗盐隔离液体系。该体系在钠盐、钙盐和镁盐溶液中均能保持稳定的性能;使用温度可达140℃;具有较好的密度调控能力,在1.3～2.4g/cm3可调;且与常规钻井液、水泥浆具有较好的相容性。该套体系有望应用在深井超深井及盐膏地层、复合盐岩层和盐水地层固井注水泥作业中。     

能源地下储库造腔期流场相似实验

基于“选定物理法”搭建了模拟建腔期腔内流场的相似模型实验平台,并利用染色法研究了建腔期腔内流场运移规律。试验发现：反循环造腔时腔内流场可划为6个影响区,浮羽流区、对流扩散区、缓冲扩散区、饱和沉淀区、边界溶蚀区和瀑布流区;注入水的作用范围及扩散速度随注水流量的增大而增加,但注水流量变化不改变注入水运动趋势;套管间距的变化将引起注入淡水的作用区域的改变,注入淡水作用区域随套管的提升而向上移,促进上部盐岩的溶解;夹层赋存状态不仅会改变注入水流动状态,还会改变边界质量流流动状态,夹层数量移,腔内卤水运动状态与浓度分布也越复杂;随着腔体形状的扩展,腔内流场及浓度场相对作用范围变小,促使注入水作用范围逐步     

磷再生石膏、脱硫再生石膏热性能与力学性能的变化研究

通过DSC/TG,SEM,BET,粒径分析及水化温升曲线对磷再生石膏、脱硫再生石膏热性能和力学性能的变化进行研究并分析其变化机理.结果表明,再生石膏热稳定性降低,磷再生石膏两次脱水温度分别降低4℃和2℃,脱硫再生石膏两次脱水温度也都降低2℃;再生石膏力学性能也是降低的,磷再生石膏强度降幅和吸水率增幅都较小,分别为15%~30%和22.40%,而脱硫再生石膏变化幅度较大,分别为45%~70%和76.61%,但两种再生石膏的脱水温度和力学性能几乎相同.分析表明,再生石膏热稳定性的降低是由于它具有较小的颗粒度所致,再生建筑石膏较大的比表面积、较小的粒度及颗粒分布不均是其力学性能降低的主要原因,而磷石膏较差的晶型使得其力学性能降幅较小.     

层状砂岩静动力学特性对比

文章为研究层状砂岩在冲击荷载和静荷载作用下层状砂岩的力学特性,对层理倾角为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的试样进行冲击压缩实验和静力压缩实验。对2种试验的结果进行对比分析发现：随层面倾角增大,砂岩峰值强度先减小再后增大;试样冲击压缩时试样峰值强度较大;静载条件下,随角度的增大,弹性模量与强度均而先增加后减小再增加,冲击压缩时,随角度的增加,弹性模量的变化呈先增加再减小的趋势,强度的变化呈先减小后增大的“U”形;单轴压缩实验中,倾角为0°~75°试样发生剪切破坏,倾角为90°的试样发生劈裂和剪切混合破坏;冲击荷载作用下,试样在倾角0°~60°时破碎形状为块状,倾角在75°和90°时破坏形状为块状和片状混合。     

层状岩体各向异性损伤模型及验证

为推导层状岩体各向异性损伤模型,研究损伤对层状岩体力学参数的劣化程度,通过层面局部坐标系下的两组损伤变量对横观各向同性弹性本构方程进行修正,经坐标转换形成整体坐标系下的损伤本构方程,采用室内单轴压缩试验和三轴压缩试验结果验证该损伤模型的合理性。研究结果表明:(1)通过层状岩体损伤模型计算所得的强度和变形参数均可较好地反映试验结果,并具有各向异性,计算出的应力-应变曲线与试验结果吻合较好;(2)通过该损伤模型,仅需层面倾角为0°和90°时的两组变形参数即可求解各倾角下的应力-应变关系;(3)通过对摩尔-库伦屈服准则中的参数进行损伤劣化修正,可对试件破坏后的力学行为进行预测。研究结果对于层状岩体的试验研究、理论计算和工程建设具有一定的指导意义。     

关于地下岩盐溶腔利用的特性研究

岩盐的蠕变、卤水的热膨胀以及卤水的渗漏是影响地下岩盐溶腔长期演变过程的三个主要因素．综述了国外在这三个方面的研究现状，以及国外学者所得到的一些结论．由于我国对岩盐溶解机理、岩盐溶腔的利用以及岩盐溶腔长期演变特性的研究相对薄弱，提出了在地下岩盐溶腔利用的过程中的一些建议．