基于单轴压缩试验的不同风化程度花岗岩分形特征分析

风化花岗岩物理力学性质的弱化给工程稳定性带来很大影响,因此,研究不同风化程度花岗岩的破坏特性具有重要意义。利用河南五岳抽水蓄能电站库区采集的风化花岗岩,结合现场岩芯特征的定性描述及波速比定量评价指标,划分出了微、弱、强3种不同风化程度的花岗岩;对单轴压缩破坏后产生的碎屑进行质量和尺度的特征分析,在此基础上建立了碎屑分形维数值与波速比之间的对应关系,并利用MATLAB对花岗岩破坏后主破裂表面裂缝进行分形维数计算。结果表明:风化试样产生的碎屑以粗粒组为主,且随风化程度增强,粗粒组碎屑质量占比逐渐增大;强风化岩石碎屑长厚比分布范围小,块状碎屑占比低,破坏动力学特性不明显,其形状更单一,主要以板状为主;随着风化程度的降低,块状碎屑含量增多,岩石动力学破坏特征增强,碎屑分形维数随着表征风化程度波速比的增大而呈增大趋势;相较于碎屑质量、宽度和厚度,碎屑数量和长度是影响碎屑分形维数的主控因素,是反映不同风化程度花岗岩破碎分形特征的主要参量;强风化类组花岗岩表面裂缝分形随波速比变化不明显,而弱风化、微风化花岗岩的裂缝分形维数随波速比增大而呈显著增大趋势,说明其自相似程度更高,形状更复杂,而在裂缝形成过程中所需要的能量也更多。

贮藏时间对造纸法再造烟叶抗张强度和热失重特性的影响

目的:了解造纸法再造烟叶在贮藏过程中内在化学成分、抗张强度和热失重特性随时间变化的规律,获得再造烟叶最佳使用时间。方法:对不同贮藏时间下3种造纸法再造烟叶(JS-A、JS-B和JS-C)的常规化学成分、抗张强度和热失重特性进行分析比较。结果:JS-A和JS-B样品的总植物碱、总糖、总氮和水分含量随贮藏时间增加变化显著,JS-C样品的总植物碱和总氮含量变化不显著。贮藏时间对3种再造烟叶的纵向抗张强度影响显著,均在180 d时出现最大值。3种样品的第二阶段失重率和归一化热焓值随贮藏时间的增加有显著变化,均在360 d时达到最大值。结论:3种再造烟叶适宜的贮藏时间为180~360 d。

深部切顶沿空成巷关键参数研究及工程应用

传统充填沿空留巷工艺繁琐﹑留巷速度慢,与现代化高强度开采要求不相适应,由此提出了切顶沿空成巷无煤柱开采新技术,其中关键参数设计是该技术的核心问题之一,对留巷的稳定性具有较大影响。以城郊煤矿21304工作面为研究背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,对切顶沿空成巷关键参数进行了系统研究。基于岩石碎胀自承特性和围岩结构"S-R"稳定原理,推导出切顶高度﹑切顶角度的理论计算公式;建立了聚能爆破力学模型,并结合数值模拟和现场试验,确定了聚能爆破装药量及钻孔间距。研究结果表明:合理的切顶参数能够切断巷道顶板与采空区岩层间的力学关系,使采空区顶板沿切缝顺利垮落,碎胀的矸石可有效支撑上覆顶板,限制其回转下沉,减弱覆岩运动对留巷的扰动作用,沿空巷道围岩变形量明显减小。根据理论计算﹑数值分析和现场试验研究成果,确定了城郊煤矿21304工作面切顶沿空成巷关键参数,并在现场进行了应用,回采后沿空巷道侧向顶板能够迅速切落形成巷帮,留巷稳定后各项指标均能满足现场使用要求。

不同高度花岗岩岩爆试验的声发射特征

岩石尺寸是影响其力学行为的重要因素,而岩爆是岩石处于复杂应力状态下的特殊力学响应,因此研究岩爆过程中的尺寸效应影响问题具有重要意义。利用室内改进的真三轴仪(简称MTTA)岩爆模拟试验系统和美国物理声学公司(简称PAC)声发射(AE)监测系统,对具有不同高度的花岗岩进行室内岩爆模拟试验,观察岩石试件破坏特征,分析花岗岩试件岩爆过程中声发射信号的参数特征、波形频谱特征。研究结果表明,随着岩石试件高度的降低,岩爆临界破坏强度有升高的趋势。岩石岩爆破坏后破裂面特征随着试件高度的降低而发生明显变化,经历了由劈裂张拉破坏为主向剪切破坏为主破坏模式的转变。同时,试验中表征损伤的声发射能率参数随着试件高度的降低有增大的趋势,即释能速度越来越快。对试验各典型阶段产生的AE特征波形进行提取并采用快速傅里叶变换方法处理,对比频谱图发现,花岗岩岩爆试验过程声发射主频值总体呈"从低频向高频再向低频"转变迁移的趋势,不同高度岩石岩爆试验结果有着相似的谱分布,主频主要集中在90～120 kHz低频区间范围,是该花岗岩岩爆中的最重要特征频率,频谱特征中的高频部分受试件高度的影响而有不同。

恒阻大变形锚索力学特性及其在深部切顶留巷中的应用

为解决深部围岩变形量大、常规支护材料易破断失效的问题,对恒阻大变形锚索结构、工作原理及力学特性进行了研究。室内试验结果显示:恒阻锚索在静力拉伸和动力冲击过程中均能保持350kN的恒定工作阻力,显示了恒阻锚索良好的抵抗冲击、恒阻吸能特性。将恒阻锚索应用到深部切顶留巷工程中,留巷期间恒阻锚索大部分都产生一定的缩进量,较好地吸收了深部围岩变形能量,留巷围岩在滞后工作面约300m时达到稳定状态,各项指标均能满足现场使用要求,恒阻锚索较好地控制了深部留巷围岩变形,从而验证了恒阻锚索支护的可靠性。

河西走廊水资源开发利用诱发土壤盐渍化的风险评价

河西走廊位于西北内陆,气候干旱,降水稀少,蒸发强烈,水资源不合理开发利用导致该地区土壤盐渍化灾害严重。根据自然灾害风险理论和盐渍化灾害形成机制,建立了河西走廊盐渍化灾害风险评价指标体系,利用熵组合权重、加权综合评价等方法构建风险评价模型。借助GIS技术分析了河西走廊水资源开发利用诱发土壤盐渍化的危险性、暴露性和脆弱性,在此基础上进行了土壤盐渍化风险评价和区划。研究结果表明,水资源开发利用程度愈高,盐渍化风险愈高,高和极高风险区域呈带状集中分布在流域中下游平原区,东部比西部严重。

回填率对再造梗丝综合品质的影响

为了指导再造梗丝产品设计开发和生产控制,研究回填率对再造梗丝品质的影响,对比分析不同回填率对再造梗丝物理指标、常规化学成分、烟气指标和感官品质等质量指标的影响,总结回填率对再造梗丝综合品质的影响。结果表明,随着回填率的增加,常规化学指标呈上升趋势,填充值呈下降趋势,主流烟气中总粒相物、焦油和烟碱呈上升趋势,且具有较好的线性关系,感官质量随着回填率的增加,整体感官质量变好,回填率控制在40%~43%,能保持再造梗丝质量的稳定性。

基于纤维疏解的造纸法再造烟叶产品涂布率检测方法

为了快速准确地直接检测出造纸法再造烟叶产品的涂布率,建立了基于纤维疏解的涂布率检测方法,通过单因素实验和L9(33)正交实验方法考察了不同疏解工艺条件(水温、疏解时间、清水添加量)对检测结果及样品纤维形态的影响,利用优化后的疏解工艺对不同的样品进行了涂布率测定,同时与常规采用的定量检测计算方法得到的结果进行了比较。结果表明:(1)疏解工艺条件中对涂布率检测结果影响大小依次为:疏解时间>清水添加量>清水温度;优化确定的最佳疏解工艺条件为:清水温度40℃、疏解时间120s、清水添加量1.6L。(2)该检测方法的变异系数小于1%;在95%置信区间内,其检测值与常规采用的定量检测计算方法得到的涂布率值没有显著差异。

Research progress on the soil vapor extraction

Soil vapor extraction (SVE), the most common, efficient and economical means of remediation, is an in-situ remediation technique for removing volatile pollutants from unsaturated soil. The paper brie fly introduced the technological rationale and characteristics, summarized the theories and application research for SVE at home and abroad, and made the expectations and suggestions for the research on SVE. The international scholars have systematically researched the influence factors, remediation mechanism and numerical simulation of SVE. At present, SVE has been mostly integrated with other techniques to form enhanced SVE techniques, such as thermally enhanced SVE and AS-SVE (Air sparging- SVE), to be used for the field remediation widely. Compared with foreign countries, researches of Chinese scholars mainly focus on the laboratory research, especially on the influence factors, but rarely study the SVE model and the mass transfer mechanism of pollutant in SVE process. The SVE pilot studies are rare in China, and the field application has not been reported. In view of this situation, Chinese scholars in the future research can focus on the following aspects: (1) strengthening the research and systematized summary of SVE technical parameters and related knowledge;(2) strengthening the research on the mechanism and model of gas-phase mass transfer of pollutants in soil during SVE process;(3) strengthening the research on the enhanced SVE techniques and its application to actual site remediation.

再造烟叶产品定量检测方法的研究

为寻求适用于不规则形状的再造烟叶产品的定量检测方法,对打孔法、剪纸法和图像分析法检测再造烟叶产品定量分别进行研究和检测条件的优化,将三种方法得到的检测结果与传统的在线定量检测结果相比较。实验结果表明,打孔法宜采用18m m孔径;剪纸法检测每组产品数量以6片为宜;图像分析法最佳的参数为:套索频率40次/min,套索宽度60pix,套索边对比度20%。打孔法、剪纸法以及图像分析法检测结果的稳定性都要优于在线检测,其中,图像分析法的稳定性最佳。采用打孔法、剪纸法以及图像分析法检测得到的再造烟叶样品定量与在线检测得到的结果无明显差异。

信阳牢山寨花岗岩岩体节理发育特征及构造应力分析

信阳牢山寨花岗岩岩体位于大别造山带北麓,北淮阳构造带内,属燕山晚期第一次岩浆侵入的产物,主要岩性为中粒二长花岗岩。研究区规划为五岳抽水蓄能电站上水库,明确花岗岩的节理特征及构造应力场对水库的防渗处理和设计施工具有重要的指导意义。统计分析了库区范围内的351条节理,查明节理的优势方位为NNW-SSE向,倾角均为大倾角,节理面在浅部风化较为强烈,风化程度随深度增加而降低;节理张开度主要是微张-闭合,充填物主要为石英脉、岩屑和泥质,透水性较差。利用共轭剪节理的配套和分期,反演得出研究区构造应力演化史:燕山晚期主应力方向为NEE-SWW,至喜山期主应力方向转变为近E-W向;此两期构造应力与大别山地区构造运动应力方向一致。在喜山期之后,研究区主应力方向转变为NNE-SSW,此为该地区小范围的构造应力场特征。水压致裂法试验测试得出研究区构造应力略大于自重应力,属于低应力场区域。压水试验结果显示,随着深度的增加,岩体透水率降低,但在节理密集段其透水率伴随节理的发育而增大。表明研究区近地表中-强风化花岗岩岩体,风化程度高、卸荷严重、节理裂隙发育,岩体较破碎,透水率较大;随着深度的增加,岩体的风化程度降低,卸荷减弱;同时,自重应力和围压的增加迫使岩体节理张开度减小,NNW和近NWW向、填充度小的节理成为深部岩体的主要透水通道。因此,水库设计中应针对该类型节理进行防渗处理。

大亚湾中微子试验隧道工程不同物探方法探测结果综合分析

对不同埋深花岗岩采用重力法、电法和电磁法、地震法等地球物理勘探方法的结果差异性如何?本文以广东大亚湾花岗岩为例,先后开展了重力法、高密度电法、地震折射法、可控源音频大地电磁法(CSAMT)等4种不同方法,探测中微子场地断层破碎带、花岗岩与沉积岩接触带、风化壳厚度、地下水埋深等与隧道工程设计方案和围岩稳定性密切相关的地质条件.地球物理勘探以岩层物性(电阻率、波速和密度等)为基础,这些特征与岩性及地下水状态相关.同时相同物性特征对应不同岩层和含水状态,因而物探结果具有多解性.在工作中采用多种物探方法进行了相互补充验证.勘探结果比较后发现,对浅表50 m以内风化壳厚度,以人工重锤为激发震源的地震折射法效果较好,对风化壳分带和厚度达100多米的风化囊,高密度电法探测效果较好,而对于深大断裂或密闭断裂,重力法和电磁法效果较好.这四种不同物探方法结果的综合分析,对全面深入认识花岗岩地质条件提供了依据,其结果得到了钻探和隧道工程施工开挖揭露的验证.

红崖山灌区土壤盐渍化灾害风险评价

红崖山灌区位于西北内陆,土壤盐渍化问题严重,开展盐渍化灾害风险评价十分必要。根据自然灾害风险理论和盐渍化灾害风险形成机制,建立了盐渍化灾害风险评价指标体系,构建风险评价模型,利用熵组合权重法、加权综合评价法等方法分析红崖山灌区扰动土壤盐渍化的危险性、暴露性和脆弱性,借助GIS技术对红崖山灌区土壤盐渍化风险进行评价和区划。研究结果表明,红崖山灌区盐渍化灾害风险较高,极高风险和高风险区域面积分别为278 km^(2)、564 km^(2),共占红崖山灌区总面积45%,近一半土地面临着盐渍化灾害高风险的威胁,盐渍化问题严峻。