煤岩层裂隙填充物性质预测研究

利用Schoenberg线性滑移裂隙介质理论的特定情况和含裂隙煤层波场数值模拟结论,计算出三维三分量(3D3C)地震勘探中的纵波和转换横波速度比,并利用3D3C技术对钱家营煤矿煤岩层裂隙中的瓦斯和水患进行了预测研究,经井下验证,效果较好。为今后煤矿瓦斯和水患的综合治理,提供了一个有效手段。     

紫色水稻土有机无机复合胶体表面磷吸附的动力学研究

通过紫色水稻土有机无机复合胶体对磷的吸附及吸附动力学特征研究,表明：紫色水稻土有机无机复合胶体对磷的吸附能力比土壤高０．４～６．６９倍,不同土壤类型复合胶体对磷的吸附能力不一样,复合胶体去除部分有机质后,吸附能力明显增加,复合胶体对磷的吸附分快反应和慢反应两个过程,在２０分钟内复合胶２体对磷的吸附量占整个过程的５２％～７１％,增高温度可复合胶体对磷的吸附量和速率,Ｅｌｏｖｉｃｈ方程对吸附过程的拟合     

单裂隙花岗岩中核素迁移的连续数学模型研究

研究了在饱和水流条件下。花岗岩单裂隙中核素迁移的连续注入数学模型,给出了裂隙中和岩块中核素浓度的解析解,并结合裂隙流出水样实验数据分析了影响核素迁移的主要参数。     

二氧化硅胶体聚合体吸附铀的研究

采用自制的二氧化硅胶体聚合体,进行了pH值、接触时间和铀初始浓度对二氧化硅胶体聚合体吸附铀效果影响试验,结果表明,溶液的pH对二氧化硅胶体聚合体吸附铀的效果影响较大,并且在pH为4时吸附铀的效果达到最佳;二氧化硅胶体聚合体吸附铀的速度快,30 min即可达到吸附平衡;该材料去除铀的效率高,当溶液中铀初始浓度低于10 mg/L时,该材料对铀的去除率大于98%;随着初始铀浓度增加,吸附容量增加,铀的去除率降低;扫描电镜分析结果表明,二氧化硅胶体聚合体表面形貌吸附铀前后变化不大;能谱分析结果表明,1 g吸附剂所吸附铀的质量分数为4.32%,与二氧化硅胶体聚合体从溶液中吸附铀43.0 mg相吻合.     

放射性核素^90Sr在石湖峪和阳坊花岗岩上吸附与迁移的特性

研究了＾９０Ｓｒ在北京地区花岗岩上的吸附与迁移行为。用间歇法测定了＾９０Ｓｒ 在石湖峪和阳坊花岗岩上的吸附比及吸附平衡时间。研究了岩石颗粒度、固液化、水相的ｐＨ值和核素载体浓度对吸附比的影响。测定了吸附等温线。用柱实验法研究了＾９０Ｓｒ在石湖峪和阳坊碎石柱上的迁移行为，并测定了阻滞系数（Ｒｆ）和柱分配系数（ＫＤ）。结果表明，北京石湖峪和阳坊花岗岩对＾９０Ｓｒ的吸附能力较差。     

新型复合吸附干燥剂的吸附动力学特性研究

研制的一种由粗孔球形硅胶和氯化钙组成的新型复合吸附干燥剂SiO2.xH2O.yCaC l2与常用的干燥剂相比具有更好的吸水除湿性能.采用理论分析与实验验证的方法分析了新型复合吸附剂的吸附动力学特性及其影响因素,并建立了传质数学模型.研究结果表明,外扩散过程是传质的主要阻力,增大风速、减小吸附剂颗粒直径是减少传质阻力的有效措施.     

贵州遵义埃洛石对Sr、Co、Cs的吸附性能实验研究

对贵州遵义埃洛石吸附Sr、Co、Cs的性能进行了实验研究,结果表明:(1)埃洛石对Sr2 、Cs2 、Co2 的吸附能力随着pH值增大而增大;(2)埃洛石对Sr2 、Cs2 、Co2 的吸附随着液固比的增大,吸附率逐渐增大,单位质量吸附量明显减小;(3)埃洛石对Sr2 、Cs2 、Co2 的吸附过程中,当吸附剂量相同时,其单位质量吸附量随初始浓度的升高而增加,吸附率则随初始浓度的升高而减小;(4)埃洛石对Sr2 、Cs2 、Co2 的吸附主要靠断键产生的可变负电荷和分子吸附。     

批实验中土壤对阿特拉津吸附的差异性研究

通过大量的批实验来确定阿特拉津在不同土壤样本中的吸附参数,并对各土壤特性与吸附参数的相关性进行统计分析．结果表明,吸附参数仅与土壤有机碳含量极显著正相关,超过80％的阿特拉津吸附参数的空间差异可由土壤有机碳含量的空间差异来解释;吸附参数服从正态分布．方差分析表明,阿特拉津在土壤中的吸附表现出很强的空间差异,在不同地点的阿特拉津吸附参数无显著区别,而在不同的深度差别显著．     

含单裂隙复合岩层强度与裂纹扩展特征模拟研究

与单一岩层类似,不同力学性质岩层复合而成的复合岩层中也有裂隙的存在,但其力学特性和裂纹扩展、破坏模式等却与单一岩层不尽相同.本文首先通过模拟试验确定出两种力学性质差异明显的软硬岩石材料,并以此为基础组成一种复合岩层的模拟模型;通过改变复合岩层夹层与加载力方向之间的夹角β,研究了单轴压缩下无裂隙、裂隙倾角α为45°与135°时复合岩层的峰值强度、弹性模量等宏观力学特性随β角变化而变化的规律,得到了不同β角时单裂隙在复合岩层中的扩展过程以及最后的贯通破坏模式,最后通过模拟试验过程中的声发射(AE)分析,探讨了复合岩层中单裂隙扩展过程中复合岩层内部的变化情况,分析了软硬复合岩层在单裂隙存在情况下单轴受压的破坏机理,为后续的相关试验与模拟研究工作做了初步试探.     

改性NaY/Beta复合分子筛在燃料油吸附脱硫中应用

改性NaY/Beta双微孔复合分子筛通过液相离子交换法,得到3种金属离子改性的CuY/Beta、NiY/Beta和CeY/Beta吸附剂.采用XRD、N2吸附脱附、吡啶原位红外（Py-IR）、NH3-TPD以及热重脱附-微分热重脱附（TG-DTG）等手段对吸附剂进行了表征,应用微库仑滴定仪法和气相色谱-硫化学发光检测相结合的手段,评价了不同金属离子改性后的吸附剂对催化裂化汽油（FCC）以及加氢脱硫汽油（HDS）的吸附脱硫性能.结果表明,通过金属离子改性后的NaY/Beta分子筛还是以微孔形式为主,介孔为辅的孔隙结构存在;改性NaY/Beta分子筛与同样方法改性的NaY分子筛相比,L酸有所增加,且改性NaY/Beta分子筛的脱硫效果有明显的提高;不同金属离子改性的复合分子筛对燃料油的吸附选择性不同.     

Explanation for fracture spacing in layered materials

The spacing of opening-mode fractures in layered materials--such as certain sedimentary rocks and laminated engineering materials--is often proportional to the thickness of the fractured layer. Experimental studies of this phenomenon show that the spacing initially decreases as extensional strain increases in the direction perpendicular to the fractures. But at a certain ratio of spacing to layer thickness, no new fractures form and the additional strain is accommodated by further opening of existing fractures: the spacing then simply scales with layer thickness, which is called fracture saturation. This is in marked contrast to existing theories of fracture, such as the stress-transfer theory, which predict that spacing should decrease with increasing strain ad infinitum. Recently, two of us (T.B. and D.D.P.) have used a combination of numerical simulations and laboratory experiments to show that, with increasing applied stress, the normal stress acting between such fractures undergoes a transition from tensile to compressive, suggesting a cause for fracture saturation. Here we investigate the full stress distribution between such fractures, from which we derive an intuitive physical model of the process of fracture saturation. Such a model should find wide applicability, from geosciences to engineering.     

材料线弹性断裂力学的断裂准则研究进展

断裂准则在预测含裂纹材料发生破坏的时间、位置和裂纹扩展路径等方面具有重要意义。重点总结了线弹性材料中裂纹的断裂准则,阐述了应力强度因子准则、最大能量释放率准则、最大拉应力准则、最大拉应变准则、最小应变能密度准则等常用的断裂准则理论及其现状,以及这些准则的优点和局限性;基于常用断裂准则对应力分量和临界半径考虑不足,归纳了国内外学者提出的修正断裂准则,包括考虑T应力(非奇异项)和可变临界半径rc的影响。分析了断裂准则在岩石和混凝土脆性材料中的应用,针对基于断裂准则预测其破坏行为时存在的难题,建议将裂纹尖端应力场的高阶项T应力引入断裂准则,能更准确地预测裂纹的扩展路径与偏转角。     

碳酸盐溶液中富水充填材料的腐蚀及劣化机理

为了研究碳酸根离子对富水充填材料的影响,通过强度检测、扫描电镜观察、X射线衍射分析和红外光谱测试,分析富水充填材料在碳酸钠溶液中浸泡后的宏观及微观结构变化,并对其腐蚀及劣化机理进行探讨.富水充填材料在质量分数为10%的碳酸钠溶液中浸泡后,抗压强度随浸泡时间延长大幅度降低,浸泡90 d 后抗压强度比标养28 d 抗压强度降低72.5%,浸泡28 d后出现泥化现象. X射线衍射图谱显示,富水充填材料在质量分数为10%的碳酸钠溶液中浸泡后有碳硫硅钙石生成,且随浸泡时间延长碳硫硅钙石的生成量增大.红外光谱结果未发现[ AlO6]存在,证实在碳酸钠溶液中富水充填材料硬化体中钙矾石急剧减少,转变为烂泥状的碳硫硅钙石;碳硫硅钙石作为无胶结力物质,会对富水充填材料硬化体造成严重破坏,表明碳酸盐溶液对富水充填材料具有腐蚀作用.     

巷旁泵送煤矸石胶结充填材料的应用

为了充分发挥煤矸石在煤矿井下巷旁支护过程中的作用开展了某矿井煤矸石相关物理性质测试试验研究了不同水灰比、外加剂对煤矸石胶结充填材料的坍落度、单轴抗压强度及初凝时间的影响。试验研究表明水∶水泥∶粗骨料∶细骨料∶外加剂＝1∶2∶5.6∶1.6∶0.02为现场沿空留巷巷旁泵送充填最佳配合比。在该配合比条件下煤矸石胶结充填材料的坍落度、28 d单轴抗压强度及初凝时间分别为210 mm、20.8 MPa、224 min能较好地满足现场支护要求并发现该配合比条件下的胶结充填材料实际初凝时间较室内提前约50 min。     

酸性环境中富水充填材料腐蚀及劣化机理

为了研究酸性环境对富水充填材料的影响,通过强度检测、扫描电镜、能谱分析及X射线衍射( XRD)等实验手段,分析富水充填材料在酸性环境中浸泡后的宏观性能及微观结构变化,并探讨其腐蚀及劣化机理.结果表明：富水充填材料在pH值为1和3的盐酸溶液中浸泡180 d后抗压强度比标养28 d的强度分别降低88.8%和58%,在pH值为3的硫酸溶液中浸泡后降低68%,pH值为1的硫酸溶液中浸泡后强度降为零;微观实验结果显示随着富水充填材料在硫酸溶液中浸泡时间的延长,试件内部有二水石膏生成,盐酸溶液中试件仅在pH值为1的溶液中浸泡180 d后产生二水石膏;盐酸溶液对富水充填材料的腐蚀主要为H+中和作用下硬化体结构的溶解腐蚀,硫酸溶液对材料的腐蚀为硬化体结构的溶解腐蚀和石膏的膨胀腐蚀;硫酸溶液对富水充填材料的腐蚀作用强于盐酸溶液.     

Exploration of molecular dynamics during transient sorption of fluids in mesoporous materials

In recent years, considerable progress has been made in the development of novel porous materials with controlled architectures and pore sizes in the mesoporous range. An important feature of these materials is the phenomenon of adsorption hysteresis: for certain ranges of applied pressure, the amount of a molecular species adsorbed by the mesoporous host is higher on desorption than on adsorption, indicating a failure of the system to equilibrate. Although this phenomenon has been known for over a century, the underlying internal dynamics responsible for the hysteresis remain poorly understood. Here we present a combined experimental and theoretical study in which microscopic and macroscopic aspects of the relaxation dynamics associated with hysteresis are quantified by direct measurement and computer simulations of molecular models. Using nuclear magnetic resonance techniques and Vycor porous glass as a model mesoporous system, we have explored the relationship between molecular self-diffusion and global uptake dynamics. For states outside the hysteresis region, the relaxation process is found to be essentially diffusive in character; within the hysteresis region, the dynamics slow down dramatically and, at long times, are dominated by activated rearrangement of the adsorbate density within the host material.     

富水充填材料蠕变及其硬化体内水分损失特征

为探讨富水充填材料在时效作用下的变形及其硬化体内水分损失特征,本文研究一定水固质量比的富水充填材料在不同应力水平下的蠕变性能,并通过扫描电镜观察、差热-热重分析等实验探讨充填体在蠕变过程前后的形变特征、水分损失及其与外界荷载的关系.结果表明：水固质量比为2.0的富水充填材料失稳破坏的临界应力为1.96 MPa,为其单轴抗压强度的90%;蠕变不会对富水充填材料中结合水含量造成影响;富水充填材料失稳破坏时内部结构发生非结合水的流失,非结合水含量损失相对值与所受荷载水平呈线性正相关关系;非结合水的流失导致结构内部出现更多的空隙,这些空隙在外界荷载作用下会迅速被压密,产生较大变形,导致充填体局部失稳,进而影响采空区的整体稳定.     

混凝土破坏过程的复合型界面损伤模型与数值模拟

在细观层次上将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及其之间的界面过渡区组成的三相复合材料,以规则化有限元网格映射到混凝土随机骨料结构上,根据单元的位置确定单元的材料特性,把不在单一材料区域、包含界面过渡区的单元视为一种广义复合材料单元,建立复合型界面损伤模型。该模型将修正的Vogit-Reuss模型运用到复合材料单元,形成等效均质单元;复合材料单元的损伤通过其各组成材料的损伤体现,采用拉断的Mohr-Coulomb准则作为材料损伤的判据。应用复合型界面损伤模型,结合统计方法考虑材料细观非均匀性,模拟混凝土试件在单轴拉伸和单轴压缩载荷(端面为理想无摩擦情况)作用下的断裂过程。研究结果表明:该模型可以较好地反映混凝土材料的宏观力学行为,可以有效地模拟混凝土材料的断裂过程。     

La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3/MgO颗粒系统的电输运和磁电阻

用溶胶凝胶法制备La0.67Sr0.33MnO3(LSMO)粉末,并引入第二相MgO在不同的烧结温度下制备了(1-x)LSMO/xMgO铁磁颗粒系统,对样品的结构、电输运性质和磁电阻进行了系统的研究.结果表明:随MgO含量的增加,样品的电阻率增加、绝缘体金属转变向低温移动、低温电阻极小值现象变得更加明显以及样品的磁电阻增强,但当MgO含量增加到0.07以后,样品的绝缘体金属转变温度又重新增加,其磁电阻也几乎不变,运用颗粒之间的磁耦合关系和自旋极化隧穿机理,对实验结果进行了讨论.