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1.
吸水是导致深部软岩变形乃至破坏的主要原因之一。通过对益新煤矿深部软岩样品进行X射线衍射实验、扫描电镜实验及无压吸水实验,综合分析研究区岩石试样的吸水特性及其影响因素。研究结果表明:3种岩性岩石样品的吸水过程趋势大体一致,均为减速吸水过程,可用负指数函数进行拟合,但各自吸水能力存在一定差异,吸水能力强弱排序为泥岩(0.74%)>粉砂岩(0.56%)>中砂岩(0.27%)。黏土矿物含量和分形维数对吸水能力影响显著,呈现良好的正相关关系;不同矿物成分对吸水能力的影响存在明显的差异,伊利石对吸水能力有明显的促进作用,石英和高岭石则对吸水能力有抑制作用。 相似文献
2.
水蒸气广泛存在于空气和工业气体中,收集利用或去除水蒸气都需要利用高吸水储水的吸附剂。金属有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)作为一种具有高孔隙率、高比表面积的新型多孔材料,同时具备网状结构和孔径可控调节的特性,被广泛应用于吸附、分离、催化、过滤等多个领域。将MOFs应用于水吸附领域不仅要求MOFs具备较高的水稳定性,还需要具备亲水和吸附-脱附循环能力。本文综述了水稳定性MOFs的基本组成,基于皮尔森软硬酸碱理论的设计原则,水吸附行为的影响因素以及空气集水、气体除湿等应用领域的进展,以饱和吸湿量为参考罗列了13种水吸附MOFs及其衍生物的物理参数。最后总结了水吸附MOFs在合成机理、批量制备和应用领域存在的问题,并对应提出了解决思路,期望为MOFs在水吸附应用的研究方向提供有价值的参考。 相似文献
3.
非饱和土水力渗透系数决定了水分在非饱和土体中迁移的速率,因此非饱和土水力渗透系数是研究水分在非饱和土中迁移规律的关键参数。一般情况,渗流数值计算软件将水力渗透系数方程作为输入参数,水力渗透系数方程的准确性直接影响渗流模拟结果的可靠性。常用的非饱和土水力渗透系数方程大多基于毛细水的相关理论,在低吸力区其计算结果与试验数据吻合度较高,但在高吸力区计算结果与试验数据差异显著。将全吸力范围分为毛细水渗流主导区、膜态水渗流主导区、气态水渗流主导区,并分析了不同形态的水分在非饱和土体中迁移规律的控制机理。全吸力范围的非饱和土水力渗透系数定义为表观渗透系数,其包含毛细水渗透系数、膜态水渗透系数和气态水渗透系数。通过剖析毛细水、薄膜水以及水蒸气在非饱和土体中迁移机理,推导不同形态水分渗透系数的数学表达,最终得出全吸力范围非饱和土的水力渗透系数计算方程。 相似文献
4.
以黏胶短纤维和再生植物纤维为主要原料,采用短纤维干法成网-针刺加固工艺,在针刺密度为60~160针/cm2、针刺深度为3.5~ 12.0 mm、针刺频率为720~ 940次/min的条件下,制备单位面积质量在196~979g/m2、厚度在3.6~ 14.4 mm、再生植物纤维质量分数在39.6% ~ 70.9%的针刺复合生态土工布,用于植生护坡.性能测试和植物种植试验结果表明:针刺复合生态土工布具有较好的力学性能和吸水保水性能,且对植物的生长具有良好的促进作用;随着针刺复合生态土工布单位面积质量的增加,其力学性能增加,吸水保水性能变好,发芽率、植株高度和植株质量也均呈现出增加的趋势. 相似文献
5.
基于颗粒离散元方法,通过构建损伤因子,提出了平行黏结水弱化模型,建立了考虑胶结物力学参数的非均质性的颗粒流模型。通过室内试验和数值模拟计算结果的对比分析,验证了所提模型的正确性和适用性。主要结论如下:(1)岩石胶结物的非均质性对岩石宏观力学性质存在一定影响。随着均质性因子m的增加,岩石均质性增加,单轴抗压强度和弹性模量也随之增加,符合指数函数关系;(2)随着黏结面积系数的增加,岩石所储存的总应变能的总量和增速逐渐降低;(3)岩石在干燥状态下,微裂纹倾角集中于80°~100°,随着黏结面积系数的增加,微裂纹倾角的分布范围逐渐增加;(4)随着黏结面积系数的增加,岩石破裂面更为密集,且贯通性增强。研究结果可为深埋隧道遇水产生围岩大变形、库岸涉水边坡变形等问题的细观机制研究提供了一定的依据和理论指导。 相似文献
6.
为了研究有机污染场地原位热传导热修复过程中地层温度的时空分布规律,基于典型场地建立水-汽-热耦合输运模型,通过COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台对原位热传导修复过程中的土壤温升进行数值模拟研究,预测得到温度、水相及蒸汽相浓度分布随时间的变化规律. 利用文献中的单根加热棒加热场地实测数据对模拟结果进行对比验证,通过参数化分析探究土壤孔隙度、水饱和度及毛细作用力对土壤温度时空分布的影响. 结果表明,大孔隙度和水高饱和度将导致土壤温升减慢,这是由于大量热量用于液态水蒸发过程. 毛细管力会强化液态水输运,增大蒸发速率. 相似文献
7.
非饱和土水分迁移是诱发多种地质灾害和环境岩土问题的重要因素,对其机理的认识因测试技术的不足尚不明确。为探究主动加热光纤光栅(AH-FBG)法监测非饱和土水分迁移的效果,分析单探针和双探针AH-FBG法的误差来源及分布特征,开展了一组室内土柱试验。在试验中同时采用AH-FBG法和传统的频域反射(FDR)法监测毛细水上升和水分蒸发的全过程,对比单探针法和双探针法的监测精度,分析不同方法的适用工况。结果表明:基于单探针AH-FBG的3种数据分析方法中,热导率法的监测精度最高,但是单探针法在监测毛细水上升过程中,当湿润锋刚没过探针感测位置时,受纵向传热的影响会使得测量的含水率值偏低;相比于单探针法,双探针法受纵向传热的影响更大,监测土体水分迁移有较大误差,误差大小与测点位置处的土体含水率值及土柱纵剖面的含水率分布情况有关;为减小纵向传热影响,从传感器结构和数据处理两方面提出了AH-FBG法的改进措施。 相似文献
8.
为探究粉煤灰掺量和初始含水率对改良沙漠土毛细水上升规律的影响,分别以粉煤灰掺量为0、10%、20%、30%、40%、50%和初始含水率为1%、2%、3%的18组试样进行毛细水上升试验,得到了改良沙漠土毛细水上升高度与时间的关系,并利用投影寻踪回归(PPR)分析了粉煤灰掺量和初始含水率的影响权重。结果表明:毛细水上升高度与时间呈幂函数关系,粉煤灰掺量和初始含水率的影响权重分别为1和0.18,粉煤灰掺量是影响改良沙漠土毛细水上升高度的主要因素,25 d粉煤灰掺量为40%的试样毛细水上升高度最大,为215.8 cm;初始含水率对试件毛细水上升高度影响相对较小。研究成果为柱状换土技术用于干旱区水分胁迫植物的自我恢复提供了理论依据。 相似文献
9.
为研究不同应力条件下岩体裂隙非饱和渗流特性及其影响因素,基于自主研发的岩体裂隙非饱和渗流试验系统,对4组灰岩裂隙试样开展变饱和度和不同围压条件下的渗透试验。试验结果表明:(1)随着围压的增加,裂隙进气值增大,非饱和渗透系数–毛细压力关系曲线下降斜率及幅度均减小,在相同毛细压力下,高围压对应的裂隙非饱和渗透系数要高于低围压的情况;(2)通过对比毛细压力、围压这2个因素对非饱和渗透系数的影响发现,随着毛细压力的增加,围压对非饱和渗透系数的影响降低;同样,随着围压的增加,毛细压力对非饱和渗透系数的影响降低;(3)随着粗糙度的增大,裂隙饱和渗透系数降低,残余饱和度有小幅增长;(4)基于不同围压和毛细压力下的裂隙非饱和渗流试验数据,对裂隙非饱和渗透系数与毛细压力和围压的关系式进行拟合,从拟合曲面与试验实测数据的对比来看,拟合关系式可以较为准确地描述试验测得的裂隙非饱和渗透系数随毛细压力和围压的变化。本文对变应力条件下裂隙非饱和渗流过程及规律的研究成果可为降雨入渗条件下的工程岩体稳定分析提供依据。 相似文献
10.
大王庄油田注水井井筒条件复杂、储层结构特殊,常规的机械分注工艺效果较差,注入水单层突进问题严重,水驱效果差。针对该区块套管变形损坏、地层出砂、夹层薄等问题,开展了投球调剖技术研究。研究结果表明:调剖球密度与措施井注入水的密度差可控制在0.002 g/cm3内,有效封堵率可达80.0%以上;调剖球抗压强度为80MPa,满足封堵射孔炮眼的需要;措施后注水量不变,平均注水压力上升了2.2MPa,吸水剖面改善率为92.8%,主力吸水层吸水强度平均降低了0.7m3/(d·m)。现场试验证明:新型调剖球解决了封堵率低、措施有效期短的问题,特别适用于开采效果差,常规分注工艺无法奏效的注水井,尤其适合于解决井段长、井斜大、层数多、夹层小、套管变形或损坏、出砂结垢等存在大修风险的注水井调剖分注。该技术现场操作简单快速,成本低、精度高,具有很广泛的应用前景。 相似文献