红黏土介电常数模型试验研究

土体介电常数模型反映体积含水率与介电常数的关系,通过探地雷达可快速、便捷、无损地获取土层的含水状况,建立合理、可靠的红黏土介电常数模型对土体含水状态预判、监测及其土壤水分运移研究具有重要的意义。以云南红黏土为例,综合考虑影响红黏土介电特性的关键物理因素(含水率、干密度、温度),通过重塑红黏土开展介电常数室内测试研究,模拟对比分析现有土体介电常数经验模型对红黏土含水量的预估精度,最终提出红黏土多变量介电常数经验模型。结果表明,红黏土相对介电常数随体积含水率、干密度和温度的增加呈现逐渐增大的趋势,已有模型对红黏土含水量预测结果存在较大误差;在考虑干密度影响的土体介电常数模型(Malicki模型、周建平模型)基础上,引入温度因素构建的红黏土介电常数模型对含水量的预估效果有明显提升,预估精度由高到低为：多变量模型、Zhao Yun模型、Malicki模型、周建平模型、Topp模型、廖红建模型、Herkelrath模型。该模型拟合精度较高,可为不同地区红黏土介电常数模型的构建提供参考,为区域工程性红黏土含水状态检测、监测及高效用水提供便捷途径。     

均匀介质中的介电常数和电势

电介质的介电常数对电势的影响是电磁场中难点。本文从分析介质中极化电荷体密度分布的规律入手,得出了均匀介质中介电常数对电势的分布规律的影响。     

碳酸盐岩强度特性试验研究

碳酸盐岩单轴抗压强度试验结果表明,其应力-应变曲线可分为压密、弹性变形和塑性变形直至破坏三个阶段,白云岩的三个典型变形阶段比灰岩更为明显.灰岩在塑性变形达到破坏后,残余强度持续下降,最终维持在一稳定值;白云岩在塑性变形达到破坏后,其残余强度在峰值强度附近动荡回升,相应的单轴抗压强度明显高于灰岩,而角砾状灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩的应力-应变曲线和强度变化规律则介于灰岩和白云岩之间.     

土壤介电常数-含水量关系模型的比较

土壤介电常数-含水量关系模型是TDR法测量含水量的基础,比较了Topp模型、混合模型以及扩散模型的特点,并通过实测数据分析各模型产生误差的原因,结果发现混合模型与扩散模型中未知参量随机性大且不易确定,Topp模型虽因未考虑土壤的组分而导致产生偏差,但经简单修正后在实际应用中仍能得到良好的拟合效果.     

碎石泥土混合体介电常数研究及隧洞软弱带FDTD正演

 基于地质雷达(GPR)方法对深长引水隧洞施工过程中出现的软弱带进行地质超前预报。以软弱带碎石泥土的混合介电常数为研究对象,研究碎石泥土混合体的相对介电常数值及变化趋势,推导含水率与混合介电常数经验公式及关系曲线;通过对2种软弱带的空间分布情形进行FDTD(Finite Difference Time Domain)正演,分析其典型成像规律及特征,从而达到以实测数据推算软弱带的空间位置的目的。分析结果如下：碎石及泥土混合体的各成分体积比对其混合介电常数影响较大,混合体的水体对电磁波的反射特征明显并更容易形成多次波;通过建立FDTD模型正演对比隧洞内实测数据排除多次波干扰,修正地层含水率取值并建立地层三维切片图,可直观体现地层含水分布位置。从而对类似地质预报工作提供方法和指导作用。     

碱—碳酸盐岩反应的快速鉴定法

在唐明述等的小砂浆棒快速鉴定硅酸类集料碱活性方法的基础上,采取增大集料粒径和试体尺寸的措施,提出了鉴定碳酸盐岩碱活性的快速法—小混凝土柱压蒸法和岩石柱压蒸法,并就本方法的各种试验条件进行了系统研究。此方法具有高灵敏度、快速、方便且行之有效等特点。通过 SEM/EDS、XRD和热分析研究表明,在压蒸条件下碱对岩石渗透和碱—白云石反应被大大加速,导致了碱性压蒸条件下的试体膨胀。     

金红石二氧化钛介电常数的光致增大效应

研究了紫外光照对金红石二氧化钛(TiO_2)和锐钛矿TiO_2介电性质的影响。利用阻抗分析仪,测量暗态和紫外光照下金红石TiO_2和锐钛矿TiO_2在40~106Hz的介电常数。测量结果表明:在50~400Hz,紫外光照可提高金红石TiO_2的介电常数约18%,降低介电损耗约7%。在相同光照和测量频率条件下,锐钛矿TiO_2的介电常数降低约10%。     

碳酸盐岩-改性水玻璃系统的化学反应

用实验证实了低品位碳酸盐岩可以在非高温下与改性水玻璃溶液产生反应，通过SEM，X射线衍射分析，能谱分析证明了反应生成了水化硅酸钙（镁）类产物。另外，对该反应的反应机理也进行了探讨。     

川东北碳酸盐岩酸化损伤及力学特性试验研究

通过岩芯静态酸蚀试验并结合矿物微观组构分析和岩石力学特性试验,从不同尺度和性质研究了酸液对碳酸盐岩储层岩石力学特性损伤问题及其规律,并通过压裂室内模拟试验研究了裂缝起裂和扩展演化规律以及酸液化学作用对体积缝的影响。该研究有助于指导现场储层酸压改造设计及优化技术参数,对于提高碳酸盐岩储层深度酸压增产改造技术具有重要的工程意义。试验结果表明:酸液对碳酸盐岩试样主要以表面溶蚀为主,微细观结构形成了溶蚀缝洞和微裂隙,矿物含量方解石由73.43%减至47.51%,方解石含量高且易酸化,属可压性较高储层;酸液对岩石物理力学特性劣化衰减具有明显的时间效应,酸岩反应后试样纵波波速迅速降低,岩石单轴抗压强度和弹性模量均随酸化时间增长而降低,破坏模式仍呈现拉伸劈裂破坏,但破坏方式有脆性向延性转化的趋势;碳酸盐岩水力压裂和酸化压裂的泵注压力随时间演化和声发射特征具有一定的相似性,但酸压裂缝更为复杂,裂缝表现出粗糙的溶蚀孔缝,且酸压起裂泵压明显小于水压起裂泵压。     

酸化前后碳酸盐岩微细观组构及力学性能研究

针对栖霞组储层裸眼酸压完井后发生的井壁出砂等情况,开展了栖霞组碳酸盐岩酸化前后微细观组构及力学性能的实验研究。研究结果表明:栖霞组储层主要以白云石、方解石为主;酸化作用对碳酸盐岩声波速度影响明显,裂缝发育加快酸液对测试岩样的腐蚀速度;酸化作用对岩心的孔渗参数影响明显,初期孔隙度增加快,后期增加速度降低,不同酸化阶段岩石渗透率变化规律存在差异;酸化作用对碳酸盐岩微细观结构影响明显,酸蚀作用主要集中在2 h以内导致岩体孔洞、裂缝尺寸明显增大;酸化效应对力学性能参数影响明显,岩样浸泡2 h其力学参数降低幅度最大,后期力学参数降低幅度变小,泊松比整体变化规律不明显。     

根据岩屑硬度和塑性系数确定地层岩石的力学性质

在石油钻井和开发过程中准确掌握地层岩石的力学性质是非常重要的工作。本文通过对新疆油田部分油气井在钻井过程中获得的岩屑,在实验室测得了岩屑的硬度和塑性系数,在大量试验数据基础上,建立了岩屑硬度和塑性系数与岩石可钻性、抗压强度和研磨性的相关关系,从而获得钻井地层岩石的力学性质。     

公路隧道围岩抗力系数计算

按照荷载——结构法思想。合理考虑围岩与衬砌一道工作、分承荷栽的能力能够充分体现设计时安全与经济应相互协调的理念,其中围岩抗力系数值的确定尤为关键。作者基于统一强度理论推导得出的围岩抗力系数计算公式,可以考虑中间主应力的影响,并且文中公式中的参数取一些其他值可以得出其他围岩条件或者其他强度理论条件下的围岩抗力系数计算公式,可适用于各种岩体条件,具有较强实用价值。     

水工隧洞围岩类别与岩石抗力系数的关系

水工隧洞围岩的选择一般取决于隧洞过水量以及围岩所受压强的大小。本文从水工隧道的具体施工出发,以力学为分析工具,具体论述了围岩的选择与岩石抗力系数的具体关系。     

大直径软岩嵌岩桩侧阻发挥系数取值分析

据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94),嵌岩桩桩周土总极限侧阻计算采用折减系数法,《规范》提供的侧阻发挥系数仅考虑了桩端硬质岩支承和桩周土质条件,没能反映软岩支承及长径比l/d>30的嵌岩桩,更没考虑嵌岩桩的侧阻发挥过程。本文根据工程试桩资料,分析桩周土侧阻发挥过程及侧阻发挥系数取值问题,结果表明嵌岩桩桩周土侧摩阻力发挥除与桩周土土性、桩端支承强度有关外,还与土层相对桩身的位置等诸多因素有关。     

岩体结构面抗剪强度参数试验研究

从工程实际出发,讨论了岩体结构面直剪试验方法的选取原则。工程实例表明,采用现场原位抗切试验确定结构面c值,再结合规范取值确定φ的方法更适用于坡高小于25m的中小岩质边坡。结合乌江构皮滩水电站岩体结构面大型原位抗剪试验成果,分析了结构面性状对结构面抗剪强度的影响。本文还通过多组室内试验研究了水对结构面抗剪强度的弱化作用,得出若干有益的结论。     

嵌岩桩软岩侧阻与端阻的修正

本文从部分桩基单桩极限承载力的计算值与载荷试验值的对比分析 ,提出了在软岩嵌岩桩的嵌岩段计算公式中增加软岩发挥系数的对策 ,使计算值更接近于载荷试验值。     

软岩隧道中锚杆与岩体的相互作用模型研究

采用改进的剪应力滞后模型,对软岩隧道中锚杆的作用机理提出了一种分析方法,根据应力-应变关系分析锚杆和岩体之间的联合作用机理.应用于工程实例,根据现场监测数据及数值模拟分析,验证通过该模型计算所得的轴向应力的正确性,并确定不同锚杆长度的中性点位置,验证了软岩锚固中性点的存在,指出软岩隧道锚杆支护设计中应注意锚杆与岩体的相互作用.