酸性化学溶液作用下花岗岩力学特性与参数损伤效应

以花岗岩为试验与研究对象,基于自然干燥状态以及不同流速、不同pH值的水化学溶液侵蚀作用,进行了一系列单轴压缩、三轴压缩及劈裂试验,对比分析了酸性水化学环境下花岗岩的强度损伤、变形特征及力学参数响应机制。试验结果表明：花岗岩的单轴、三轴抗压强度及抗拉强度、弹性模量与黏聚力随着酸性溶液pH值减小、循环水流速度增大而降低;泊松比则随着pH值减小、水流速度增大而增大;酸性溶液浸泡后花岗岩的内摩擦角较自然干燥状态有所降低,但较蒸馏水浸泡后花岗岩无明显变化;花岗岩的压缩变形特征有由脆性向延性转变的趋势。因此,自然水化学环境的pH值与流速是导致岩石变形特征改变及强度与力学参数损伤劣化的2个敏感性因素,而花岗岩对酸性溶液的pH值更为敏感。     

低速酸性水化学溶液作用下砂岩损伤时效特性

为探究流动酸性溶液作用下砂岩损伤时效特性，在不同pH水化学溶液(pH=3,5,7)浸泡处理的基础上设置不同流速的浸泡环境(v=0, 500 mm/s),利用扫描电镜和MTS-815岩石力学试验系统分析浸泡后砂岩试件的微细观结构变化与宏观力学性能劣化规律，并在不同时间节点测量试件的质量与尺寸变化。试验结果表明：(1)同一时间内，酸性溶液pH越低、流速越快，试件的孔隙率、质量与直径尺寸变化较大，且在各环境下，初期变化程度最大，后期逐渐趋于稳定；(2)砂岩表面微观结构损伤与溶液pH呈负相关，与流速呈正相关，溶液pH越低，次生孔隙数量增多，微裂隙发育良好，结构框架疏松度上升；(3)与干燥状态相比，经pH=3的溶液浸泡后的试件峰值偏应力强度在5 MPa、10 MPa和15 MPa围压下分别下降32.85%,36.47%和39.14%,而模拟流速v=500 mm/s、pH=3的溶液环境下，峰值强度分别累计下降41.91%,44.77%和42.56%,且随时间逐渐趋于平缓；同时其黏聚力与内摩擦角也随时间延长而衰减，且黏聚力对酸性溶液的敏感度更高；(4)综合试件在流动酸性溶液环境下腐蚀深度的变化规律建...     

微波-化学溶液联合作用下矿石的劣化机理研究

为了提高微波辅助磨矿的适用性,以红透山铜矿和思山岭铁矿为研究对象,分别采用微波、盐酸溶液、草酸溶液及其组合的方式对矿石进行预处理.对比了7种预处理方式下矿石的升温特征、表面形态、磨矿效果,并通过介电常数、波速、微观照片揭示矿石的劣化机理.试验结果表明:铜矿和铁矿浸酸后介电常数减小,导致微波作用下升温速率降低,温度分布更...     

那拉提岩浆岩带晚志留世花岗岩地球化学特征及其地质意义

那拉提岩浆岩带晚志留世花岗岩体主要分布于那拉提—红柳河缝合带北侧之哈萨克斯坦板块南缘的活动陆缘.根据岩石地球化学特征研究,结果表明花岗岩为混源序列中—中酸性石英闪长岩—花岗闪长岩组合,属于钙碱性岩,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线为轻稀土略富集型,LREE/HREE为2.865～5.915,(La/Yb)N为7.23 ～...     

桐柏山—大别山地区中生代花岗岩地球化学特征

桐柏山—大别山造山带是秦岭造山系的东延部分,其岩浆、构造等地质条件与东秦岭钼成矿带的地质条件十分接近,带内主要发育受北西向和北东向断裂控制的中生代中酸性花岗岩,且具高的SiO2和高K2O含量,K2O/Na2O>1,(K2O+Na2O)>8等特点,属I型和S型(同熔型)岩石类型。∑REE较高,δEu值平均0.87,显示微弱的Eu异常,δCe值平均0.95,显示弱的Ce异常;LREE/HREE比值平均16.30,说明轻稀土较为富集;(La/Yb)N平均34.43,说明轻重稀土分馏程度较高,显示深源花岗岩特征。桐柏山—大别山造山带构造体制上经历了从古生代挤压为主、EW向构造格局向中生代早期的NNE向伸展为主构造格局的转变。岩石圈减薄拆沉,下地壳则增厚并发生重熔,形成S型或I型花岗岩,并具备形成钼矿的地球化学条件。     

A型花岗岩的地球化学特征及构造意义

了解了A型花岗岩,总结了其地球化学特征,分析了其构造意义。通过整理综合大量资料,得出:目前"A型花岗岩"定义有扩大化现象;A型花岗岩在化学成分上、稀土元素、微量元素、同位素等方面都有着不同的地球化学特征;A型花岗岩代表的构造环境正走向复杂化。A型花岗岩主要形成于伸展的构造背景中,是构造环境识别的重要岩石学标志之一。由于其独特的地球化学特征、形成于特殊的构造背景和重要的地质构造意义,A型花岗岩的研究一直得到广泛的关注,但是仍旧有许多问题(如命名、分类和成因等)在争论之中。     

鄄城地下热水的化学特征及形成机理

该文在分析地下热水化学特征的基础上,对地下热水化学成分形成机理及地下热水成因进行探讨。认为地下热水为渗入起源溶滤水,地下热水为受深大断裂控制的传导对流类型。     

水岩作用下煤岩组合体力学特性与损伤特征

水岩相互作用是地下采矿工程活动中的常见问题。为研究水岩作用下煤岩组合体的力学特性、损伤特征及劣化机制，对不同浸水时间下的细砂岩-煤(FM)、粗砂岩-煤(GM)、细砂岩-煤-粗砂岩(FMG)3种组合体开展了轴向压缩试验。结果表明：(1)组合体含水率随浸水时间增加而增大，浸水20 d以后达到饱水状态；5～15 d为组合体的吸水区，15～20 d为组合体近饱和区，20～25 d为组合体的饱和区。(2)水岩作用下3种组合体的抗压强度、弹性模量、峰前能量、冲击能量指数等参数具有明显的劣化效应，其参数值均随浸水时间增加而减小；浸水5～15 d阶段为峰前能量陡降区，浸水15～25 d阶段为峰前能量缓降区；浸水时间5～15 d，组合体冲击能量指数劣化明显，15 d之后，劣化效应较弱；浸水5～10 d组合体为弱冲击倾向性，浸水15～25 d组合体无冲击倾向性。(3)随着浸水时间增加，组合体的声发射累积数显著下降。利用损伤理论构建了基于浸水时间的组合体损伤模型，该模型揭示了损伤变量与浸水时间的关系，反映了随着浸水时间增加，组合体的损伤程度增大的规律。(4)推导了类孔隙比计算公式，组合体的类孔隙比为：FM组...     

青海果可山地区钾长花岗岩地球化学特征及铀成矿条件

在系统研究果可山地区分布的钾长花岗岩地球化学特征的基础上,对区内铀成矿条件进行了分析,结果表明：①钾长花岗岩属高钾钙碱性系列岩石,A/CNK值均大于1.1,属典型的S型花岗岩;②稀土元素总量（不包括Y）平均1 047.30×10-6,总体显示含矿岩石稀土元素总量明显高于正常钾长花岗岩,轻重稀土元素总量比值为14.65~24.45,平均19.30,(La/Yb)N 23.01~8862,平均53.86,轻稀土元素富集明显,稀土元素配分曲线呈右倾型;③构造环境判别图解显示花岗岩形成的构造环境具有后造山花岗岩类特征,为造山带变形作用结束后形成的侵入岩;④钾长花岗岩地球化学特征与华南典型产铀岩体特征极为相似,成矿条件极为有利。     

黑龙江二股营林场二长花岗岩地球化学特征及成因

黑龙江二股营林场二长花岗岩位于小兴安岭东北部,为伊春-延寿岩浆构造带的重要组成部分。在分析区域地质背景的基础上,结合相关测试结果,对区内二长花岗岩地球化学特征及成因进行了详细讨论,结果表明：①二长花岗岩具有富硅（w(SiO₂)65.23%~71.20%）、高铝（w(Al₂O₃)13.46%~17.07%）、富碱（w(Na₂O+K₂O)6.56%~8.27%）的特征,为偏铝质高钾钙碱性岩石系列;②二长花岗岩相对富集大离子亲石元素（如K、Rb、Ba）和化学性质活泼的不相容元素（如U、Th）,相对亏损高场强元素（如Nb、Sr、Ti）及重稀土元素（如Y、Yb、Lu）,具有与I型花岗岩相似的地球化学特征;③二长花岗岩形成于与太平洋板块俯冲作用相关的火山弧构造环境。     

水-岩化学作用下灰砂岩的力学特性与参数损伤效应

将灰砂岩作为试验和研究对象,基于不同pH值、不同浓度、不同成分的水化学溶液的侵蚀作用,进行一系列的浸泡试验和三轴压缩实验,对比分析了不同水化学环境下灰砂岩的微细观结构特征、变形特性、强度损伤及其力学参数劣化机制。结果表明:水化学溶液的酸碱性越强、浓度越大,其对灰砂岩试件的腐蚀作用越强;化学腐蚀作用使灰砂岩试件有从脆性向延性转化的趋势,同时导致其力学参数劣化,相同条件下,黏聚力c的劣化程度大于内摩擦角φ,且在酸性溶液中的劣化程度大于碱性溶液;溶液中Ca~(2+),Mg~(2+)浓度、试件的孔隙变化率η均与试件力学参数的劣化程度呈正相关关系,而试件相对质量差Δm与之相反,呈负相关关系;新定义的孔隙率损伤参量能够准确的表达试件力学参数随水岩化学作用的损伤演化过程。     

水化学腐蚀对板岩损伤力学特性影响试验

海底隧道、地铁等岩体工程的围岩不可避免地遭受水化学腐蚀的影响,这种水-岩作用是影响岩体稳定性的重要因素之一。从宏细观和化学损伤的角度出发,针对大连地铁板岩开展不同水化学溶液(HCl,NaOH,NaCl)的腐蚀试验,测量获得其浸泡过程中的pH值、有效孔隙率、纵波波速的变化规律,以一系列化学反应式初步探讨板岩的水化学腐蚀机制。对比分析了不同溶液下板岩的变形、强度特性和试件破裂形态。基于水化学损伤与纵波波速的经验公式引入水化学损伤变量,进行自编制多场耦合有限元程序的岩石弹塑性应力-化学-损伤（MCD）计算模拟验证。结果表明：① 板岩受水-岩作用影响,其峰值强度σc、弹性模量E均有不同程度劣化;② 随浸泡时间增加破裂形态逐渐由脆性转向延性;③ 岩石参数的损伤程度与有效孔隙率和纵波波速之间有明显的非线性、非单调的关系。     

长期水作用下岩石软化系数的测定

介绍了岩石长期受水作用的弱化机理,特别是水-岩化学作用;对测定岩石软化系数的传统试验进行了分析,发现此法所测得的软化系数无法准确评价岩石长期受水作用时水对岩石的影响程度,并且这影响其在某些工程中的应用价值,最后针对这一问题对传统试验方案提出了优化措施。     

眼前山铁矿边坡变形破坏的基本特征及其防治

针对眼前山铁矿边坡变形破坏的基本特征,分析了产生的原因并介绍了治理措施.     

含水率对泥质粉砂岩强度损伤及声发射特征影响的研究

煤系沉积岩体原生及采动裂隙为水-岩作用提供了渗流通道,且受其组分和胶结类型等因素的影响,水作用下煤系沉积岩体力学性质改变显著。采用X射线衍射仪、无损浸水试验装置和煤岩力学性质测试系统,分析了泥质粉砂岩矿物组分,测试了其含水率随时间变化规律,并探讨了含水率影响下泥质粉砂岩强度损伤演化特征。研究结果表明:泥质粉砂岩中高岭石、伊利石和绿泥石等黏土矿物占矿物成分的62%;根据岩样含水率随浸水时间的变化趋势,将其划分为快速增长(0~25 h)、缓慢增长(25~85 h)及恒定(85 h~)3个阶段;由干燥到饱和,岩样的单轴抗压强度降低了47.72%,弹性模量降低了18.36%;随着含水率的增加,岩样破坏形式由剪切破坏逐渐向拉张破坏转化;应力、累计AE计数与时间变化关系曲线能阐明裂隙扩展的各个阶段,其中,裂隙不稳定扩展阶段和峰后阶段声发射活跃;除含水率1.6%的岩样外,声发射定位结果与岩样实际破坏迹线大致相符;加载初期,岩样内部在中心位置产生剪切裂隙并扩展,裂隙和能量逐渐向外围扩散,后期产生拉剪复合裂隙。研究成果对于煤矿地下水库坝体设计、富水巷道顶板岩层控制等工程中涉及的水岩作用问题研究提供了有益参考。     

不同峰时效处理后Al-Cu-Mg-Ag合金的显微组织和晶间腐蚀性能

通过维氏硬度试验、拉伸试验、晶间腐蚀试验、极化曲线试验以及透射电镜和扫描电镜观察,研究了不同峰时效状态(165 ℃/16 h、180 ℃/6 h和190 ℃/2 h)下Al-Cu-Mg-Ag合金的力学性能、显微组织和晶间腐蚀性能的差异。研究结果表明: 3种峰时效状态下,180 ℃/6 h时效状态合金的Ω相和θ'相总数量密度最高,其抗拉强度和屈服强度分别为513.6 MPa和463.4 MPa。当时效温度达到190 ℃时,θ'相迅速粗化从而抑制Ω相的析出,降低了Ω相的数量密度。另外,不同峰时效状态的无沉淀析出带(PFZ)宽度从大到小依次为: 180 ℃/6 h>190 ℃/2 h>165 ℃/16 h。由于在晶间腐蚀过程中,PFZ作为阳极优先被腐蚀,因此180 ℃/6 h时效状态合金的抗晶间腐蚀性能最差,而165 ℃/16 h时效状态合金的抗晶间腐蚀性能最好。     

基于岩石表面位移场的超声波振动下花岗岩损伤特性试验研究

超声波振动碎岩技术作为解决硬岩钻进难题的新方法,其技术可行性受到国内外学者的大量验证,但是对于超声波振动下硬岩破碎机理的认识还存在不足。超声波振动下岩石表面径向响应位移与内部损伤状态存在着必然的联系,本文通过监测岩石在超声波振动过程中表面不同深度处的径向响应位移,利用应力波传播理论从能量耗散角度分析了岩石表面不同深度监测点径向响应位移的时空演化与岩石内部损伤发展的关系,得出超声波振动下岩石损伤主要由振动头高频冲击岩石造成的Hertz锥形环状裂纹和超声波振动交变应力产生的疲劳拉伸裂纹造成的,Hertz锥形环状裂纹的扩展深度为10 mm,疲劳损伤裂纹主要在10~20 mm深度处产生,超声波振动下岩石发生局部宏观破碎前存在着明显的径向响应位移征兆,岩石表面径向响应位移可以作为超声波振动下的破坏判据。本文的研究对于丰富超声波振动下硬岩的破碎机理具有重要意义。     

围压作用下水射流破岩损伤机理的数值模拟研究北大核心

采用显示动力学软件对水射流冲孔过程进行数值模拟,探究煤岩在高压水射流冲击下的破碎规律及裂隙发育状态,分析射流水柱冲击有/无围压的煤岩时,掏槽成孔的过程及机理,论证了煤岩体受拉伸力和剪切力的作用下导致横纵向裂隙形成并逐渐延伸成裂隙网的过程。研究结果表明:水射流冲击煤岩形成孔洞的同时,会在周围煤岩形成供瓦斯运移的裂隙,且成孔损伤范围受围压的影响;射流参数一定时,围压作用会阻碍孔深和孔径的扩展,但会使得周围裂隙的发育范围进一步扩张,20 MPa围压作用下扩张范围约增加40%。     

铅酸蓄电池损坏机的探讨

通过对铅酸蓄电池正极柱氧化腐蚀、极板的不可逆硫酸盐化、负极板活性物质的膨胀脱落、极板的局部反极等现象的阐述，分析和解释造成电瓶损坏的主要原因，同时提出改进措施。