抗裂防渗新技术

中国建筑材料科学研究院为解决混凝土构筑物的裂渗难题,进行了三十余年的研究,取得了膨胀和自应力混凝土系列成果,在土木建筑工程和水泥制品方面得到了成功的应用。在此基础上以我院为主体,联合全国40个科研、设计、施工和生产单位,于1988年在北京成立了科龙抗裂防渗工程技术开发中心。     

岩石室内的水压致裂研究

本文根据石英粉砂岩、层凝灰岩、页岩三类岩石共97个试件的室内三轴水压致裂实验的研究,得到以下几点认识:(1)在水压致裂的全过程中,岩石的变形以环向为主.主破裂前σ-ε呈线性关系;致裂瞬间ε突然增大,σ-ε呈非线性,但岩石材料仍可视为弹性.(2)致裂时的应变速率随围压的增大而线性下降.(3)水压致裂法与劈裂法所得的岩石抗拉强度基本一致,前者略高.(4)低围压条件下试件致裂时的孔压差(孔压减围压)随围压的升高而升高,当围压超过某一值后,它却随围压的升高而降低.(5)岩石水压致裂所需的环向正应力(拉应力)随围压的升高而降低.(6)水压致裂的AE率图象与常规三轴的截然不同,前者反映张性破裂机制,后者反映剪性或压剪性破裂机制.(7) AE率图反映出水压致裂是沿一个或有限的几个面发生,而常规实验的破裂往往在全体积内发生.(8)水压致裂主要为张性破裂.许多张性总破裂由多次破裂组成.张破裂为环向正应力所致,由内孔壁沿径向扩展至外壁.     

混凝土致裂温度的裂框试验

对用于测定混凝土致裂温度的裂框试验方法作了简介;此方法系由慕尼黑技术大学研发并经RILEM予以推荐。     

基于水压致裂法的原地应力测试分析与研究

钻孔内水压致裂法的原地应力测试结果表明:最大水平主应力(S_H)最小水平主应力(S_h)垂直应力(S_V),水平构造应力作用占主导,为逆断型应力状态,最大水平主应力优势方位为NWW方向。围岩大变形预测结果显示,埋深在190 m以上的千枚岩段落发生大变形的可能性更大,大变形等级为Ⅰ级。     

预热器改造的新技术

大卫·W·菲耳克奈,富勒公司生产部主任工程师，在本文阐述了提高现有窑系统产量的最新技术。     

桥梁的改造加固新技术运用研究

随着经济技术的发展，越来越多的巳建成桥梁无法继续满足交通运输的要求，需要进行改造与加固。本文分析了桥梁改造加固工程的意义和目的以及桥梁病害诊断与评估；最后简述了桥梁改造加固的主要方法和新技术的运用。     

基于低油价下一种低成本储层钻井新技术

采用氮气作为钻井循环介质能有效保护油气储层,但氮气设备成本较高,限制了氮气钻井的推广应用。针对这些问题和氮气钻井的特点,探索基于低油价形势下,给出现场采用技术套管作为氮气储存容器的新技术,通过测算每口井可节省2×10~4m~3氮气,降低氮气钻井的设备成本150万元,为氮气钻井在中浅层储层大面积推广应用提供技术支持。     

高效静态致裂技术

本文汇集了世界上发达国家创造发明的各种静态致裂技术。以其独特的功能、性能和经济性等优势,在城镇建筑物和构筑物改(扩)建中组织实施致裂拆除、变废为“宝”;以及岩石开采,主要用于装饰性艺术制品。切割一钻孔一楔劈流水作业线的全盘机械化和高效静态致裂剂等各项专门技术,必将发挥巨大的积极作用。     

水压致裂法测量地应力方法的研究

0 前 言 水压致裂法测量地应力具有许多独特的优点,在岩体工程、石油钻探以及地震研究等领域得到了广泛应用,以竖直钻孔确定水平应力最为常用。测试方法是:在竖直钻孔内封隔一段,向其中注入高压水;压力达到最大值 Pb后岩壁破裂压力下降,最终保持恒定以维持裂隙张开;关闭注液泵,压力因液体流失而迅速下降,裂隙闭合,压力降低变缓,其临界值为瞬时关闭压力 Ps;完全卸压后再重新注液,得到裂隙的重张压力 Pr以及瞬时关闭压力 Ps;最后通过印模器或钻孔电视纪录裂缝的方向。图 1 是测试示意图和相应的压力曲线[1]。 图 1 水压致裂法测试地应力的示意图 F     

水压致裂过程的三维数值模拟研究

基于RFPA数值分析方法和并行计算技术,建立了反映岩石细观损伤演化过程的三维渗流–应力–损伤耦合模型。对具有120万单元的方形岩石材料模型,进行了4组不同应力状态下水压致裂过程的三维大规模科学计算分析。计算结果分析表明：起裂压力与失稳压力并不重合,起始裂纹均为张性,裂纹扩展形式、表面平整度、走向、扩展失稳过程以及裂纹的空间分布形态受应力状态影响。当竖直方向为最大主应力方向时裂纹呈空间竖片分布,当水平应力差较大时裂纹表面形态平整,失稳到来较快;当竖直方向为最小主应力方向时裂纹的空间分布呈水平片状;不等的主应力情况下裂纹总是分布在最小主应力面内;当三向主应力相等时,裂纹起裂位置和扩展方向具有竞争趋势,空间分布不具规律,裂缝分支较多。数值模拟结果与物理实验结果有着较好的吻合,该研究对水压致裂工程设计有一定参考价值。     

岩体节理内压致裂解析研究

岩体节理内常充满水或软弱填充物，节理受内压荷载扩展破坏是岩土工程界关心的问题。将该问题等效为节理面受一对型拉力作用的问题，采用节理线附近分析方法，从平衡方程和岩桥材料的破坏准则出发进行求解，得出了节理内压大小与节理扩展长度之间的解析关系。     

页岩储层射孔水平井水力裂缝起裂数值模拟研究

为明确页岩储层射孔水平井水力裂缝起裂机制,利用Abaqus有限元计算软件,建立三维单级三簇射孔和单射孔段(包含天然裂缝)的压裂裂缝起裂计算模型,研究地应力、井筒方位、射孔参数以及天然裂缝等对裂缝起裂压力和位置的影响。结果表明:裸眼射孔的起裂压力远低于套管射孔;起裂压力随最小水平地应力的增加而增大,但影响程度受垂向地应力与最小水平地应力的比值控制;最大水平地应力和垂向地应力的变化对起裂压力影响不显著;起裂压力大致随井筒方位角的增加而减小,当存在天然裂缝时,起裂压力没有任何线性规律,天然裂缝在剪应力区易发生剪切滑移起裂;起裂压力随射孔方位角的增加先减小后增大,射孔方位角的变化严重影响裂缝的起裂形态;起裂位置与最小和最大水平地应力、井筒方位角和天然裂缝的胶结强度、方位密切相关;由于内部射孔受到两侧射孔产生的沿井筒方向的附加应力干扰,闭合应力增加,因而更难起裂,导致起裂次序从端部射孔开始向中部射孔发展,当应力差较高(>7 MPa)时,附加应力干扰明显,要实现多射孔的多裂缝起裂扩展,需提高注入压力;起裂位置在射孔孔道中的变化是射孔根部应力集中强度与远端受射孔附加应力干扰程度相互竞争的结果;由于射孔簇间距较大,射孔簇间的应力干扰对裂缝起裂影响微弱,各射孔簇压力分布相似。     

CO2相变致裂煤的纳米孔隙尺度改造效应

为探讨不同CO₂相变致裂压力对纳米孔隙的尺度改造效应及其对瓦斯(煤层气)运移的影响，开展120,150,185 MPa作用下的CO₂相变致裂煤体实验，综合采用高压压汞、低温液氮吸附、低温CO₂吸附孔隙结构参数测试方法，分析CO₂相变致裂后煤的大孔(>50 nm)–介孔(2～50 nm)–微孔(<2 nm)结构演化特征。结果表明：CO₂相变致裂对大孔和介孔具有扩孔效应；致裂后，大孔平均孔径与孔容大幅度增大，孔表面积降低；介孔平均孔径增大，孔表面积明显降低；孔隙连通性明显增强。CO₂相变致裂过程时间极短，高压气体优先选择裂隙和大尺度孔隙进行扩展，延伸至微孔时，衰减的压力不足以改造具有化学性质的微孔。CO₂相变致裂在大孔–介孔尺度的扩孔效应，随致裂压力的增大而增强；不同变质、变形程度煤的大孔–介孔–微孔发育存在差异；因此，研发“高致裂压力–长作用时效–大能量”的CO₂相变致裂器，有助于进一步增强CO     

岩石液压致裂中几个问题的研究

论证了流体压力变化与岩石强度变化之间的关系，阐述了流体保持与释放的应力条件和构造环境，总结了两种围岩下的液压致裂模型及其流量方程。     

套筒致裂岩体应力量测的模型试验研究

本文阐明了套筒致裂岩体应力量测的基本原理、套筒致裂技术.介绍了用石腊-砂子模型模拟岩体的套筒致裂试验结果和试验结果的分析,证明了套筒致裂岩体应力量测理论的正确性,揭示了裂缝的扩展规律,明确了利用压力-体积变化曲线的拐点确定关闭压力值,从而求出最小主应力和最大主应力,是合理的.     

室内岩石水压致裂三轴试验研究

本文介绍一种室内岩石水压致裂三轴试验的原理和方法。通过对新丰江水库区花岗结构的构造岩烘干的和饱和的试件进行试验,得到三轴受力条件下水压致裂的强度、变形特性及其破裂模式。并对水库地震的诱发机制作了初步探讨。     

某水源地工程水压致裂地应力测试研究

介绍了该水源地建设工程的基本地质概况,依据水压致裂法基本原理,通过水压致裂地应力现场测试,研究该水源地建设工程地应力场特征。分析现场测试结果得到了水平主应力量值和最大水平主应力方向,σHσhσZ,地应力方向在浅部符合地形地貌应力分布一般规律,深部主要受区域构造应力场影响。     

水压致裂法测定岩石的断裂韧性

提出了一个利用液体压力对空心厚壁圆柱形岩样进行压裂而测定岩石断裂韧性的简单方法，在自行设计加工的岩样制备和断裂韧性测试装置上，对部分砂、页岩试样进行了测试。通过对岩样破裂面和声发射曲线的分析，对水力压裂过程中岩石破裂的有关机理进行了探讨。     

钢筋混凝土结构的致裂拆除技术

对建筑物和构筑物的整体结构改(扩)建时,几乎都需要对旧建筑结构进行局部或全部拆除,拆除工程实物量要占建筑工程总量的20～30%。前苏联采用了一些新的致裂拆除技术,现简介如下:1.水力切割混凝土工艺水力切割混凝土的方法是意大利创造的一种新方法,该方法是利用高压高速射流直接冲击混凝土的空穴,挤压其大大小小的间隙、裂缝和空间。水力切割砼的特点:(1)有选择性的进行处置,开凿表面粗糙度很高,它与修复老砼层牢固的结合