塔里木盆地西南部寒武系充填层序及沉积样式演化

针对塔里木盆地西南部寒武系存在的古隆起陆棚相分歧,利用锆石U-Pb(铀-铅同位素测年)年龄、井-震联合开展了寒武系层序充填与沉积演化的研究。研究表明:在巴楚隆起,寒武系直接覆盖在克拉通结晶基底之上,寒武系沉积充填与前寒武系结构呈“镜像”关系。受前寒武系地形、构造运动和海平面升降控制,塔里木盆地西南部寒武系发育4个Ⅱ级层序,分别为寒武系层序1(玉尔吐斯组—肖尔布拉克组)、寒武系层序2(吾松格尔组—沙依里克组)、寒武系层序3(阿瓦塔格组)、寒武系层序4(下丘里塔格群),共包含7个沉积相、10个沉积亚相。塔里木盆地西南部寒武系层序1—寒武系层序3早、中寒武世巴楚隆起—麦盖提斜坡—塔西南坳陷沉积相为台地—缓坡—斜坡—深水陆棚相沉积,表现为向海凝缩减薄的沉积特征并发育寒武系烃源岩;寒武系层序4晚寒武世塔里木盆地西南部主体演化为局限台地,塔里木盆地西台东盆沉积格局正式形成。

高速铁路板式无砟轨道充填层混凝土收缩变形特性研究

为探明高速铁路板式无砟轨道充填层混凝土的收缩变形规律，开展了充填层混凝土收缩变形影响因素试验研究。结果表明：早期保湿养护对降低充填层混凝土干缩变形作用明显，比未进行保湿养护自密实混凝土的干缩变形降低15％左右；细骨料细度模数对充填层混凝土干缩变形影响较小；粗骨料最大粒径对充填层混凝土自身收缩变形的影响比干燥收缩大，粗骨料最大粒径由20mm降低至10mm，自身收缩变形值增大5％～25％；胶凝材料用量对充填层混凝土干缩变形和自身收缩变形影响显著，胶凝材料用量每增加20kg，混凝土干缩变形值和自身收缩变形值均增大10％～20％；充填层混凝土早期（90d）自身收缩变形占干缩变形的50％，而长期（210d）则能占干缩变形总量的74％左右。

CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层自密实混凝土碳化及力学性能演变的研究

研究了CRTSⅢ型板式无砟轨道结构底座板、充填层和轨道板所用3类典型混凝土材料的碳化性能,并对上述3类混凝土材料单一和复合试件在碳化前后的抗压应力-应变特性进行了实验测试。研究结果表明:与普通自密实混凝土相比,掺入橡胶粉和乳化沥青的自密实混凝土碳化系数显著降低。碳化作用后混凝土底座板、轨道板和普通自密实混凝土充填层材料均呈现韧性降低,脆性增大,但掺入了橡胶粉和乳化沥青的自密实混凝土充填层材料碳化前后应力应变曲线变化不显著,材料的韧性得到改善。当充填层自密实混凝土掺入韧性组分后,由底座板、充填层和轨道板材料组成的复合体(试件)在标养和碳化条件下均呈现较好的韧性,有助于改善CRTSⅢ型板式无砟轨道结构的动力学性能。

CRTSⅡ型板式无砟轨道充填层离缝修复技术研究

充填层离缝是CRTSⅡ型板式无砟轨道结构主要的病害形式。在实地调研我国CRTSⅡ型板式无砟轨道充填层离缝病害的基础上,分析了CRTSⅡ型板式无砟轨道结构充填层离缝的主要种类、原因及危害。根据高速铁路无砟轨道结构特点,研究充填层离缝修复材料技术要求。结合现场实践给出了离缝修复工艺,并对离缝修复效果进行跟踪考察。

板式轨道充填层自密实混凝土的动态力学特性

为掌握高速铁路CRTSⅢ型板式无砟轨道充填层自密实混凝土(SCC)在高速列车等动载作用下的力学特性,采用Ф75mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验方法,研究充填层SCC在10~100 s^(-1)条件下的动态力学性能,并基于应变等价性假说和统计损伤理论建立充填层SCC动态本构模型。研究结果表明:随着应变率增加,SCC的破碎程度增大;SCC的峰值强度、峰值应变和比能量吸收均随应变率的增大而增大,表现出明显的应变率敏感性,且其应变率敏感性大于普通混凝土;建立的动态本构模型可用来描述SCC在相应应变率下的应力应变关系。

板式轨道充填层SCC疲劳损伤本构模型

采用基于Helmholtz自由能推导的混凝土损伤本构方程,结合弹性模量损伤因子和残余应变影响因子,构建了CRTSⅢ型板式轨道充填层自密实混凝土(Self-compacting Concrete,SCC)疲劳损伤本构模型,并采用MTS疲劳试验机测试了典型服役环境下充填层SCC的受压疲劳性能,探讨了动荷载、水+动荷载、酸溶液+动荷载等复杂环境对SCC疲劳损伤的影响。结果表明,基于Helmholtz自由能推导的充填层SCC疲劳损伤本构模型拟合结果与试验测试结果的相关系数大于0.97,能够较好表征疲劳荷载作用下充填层SCC的损伤变化。相对于未受疲劳荷载的试件,应力水平为0.35的疲劳荷载作用200万次后,动荷载、水+动荷载、酸溶液+动荷载作用下充填层SCC极限抗压强度分别降低了6.97%、11.19%和25.21%,峰值应变分别增大了7.52%、9.97%和13.51%,静弹性模量降低了38.3%、40.8%和42.5%。环境与动荷载共同作用进一步加速了充填层SCC的劣化。

海上油田暂堵砾石充填层封堵底水方法研究

南海西部油田WZ11-4-A15井采用砾石充填筛管完井,其上部油层的渗透率高于下部水淹层,为阻止底水上升,设计了先暂堵砾石充填层,再建立底水隔板的堵水方法。利用成冻时间、突破真空度等值图确定堵剂组成,以实测岩心封堵率表示堵剂封堵能力,实验温度为主力油组温度(75℃)。所选油水隔板近井和过渡段堵剂为无机铬交联聚丙烯酰胺冻胶,远井段堵剂为酚醛预聚体交联聚丙烯酰胺冻胶,三种堵剂成冻时间分别为1,2,5天,突破真空度分别为0.62,0.50,0.38MPa。暂堵剂为加有氧化破胶剂的无机铬交联聚丙烯酰胺冻胶,成冻时间4小时,破胶时间12天。给出了各个堵剂的配方。该井堵底水施工中依次注入(单位m3)暂堵剂5,洗油液300,远井、过渡、近井隔板堵剂1450,560,230,关井5天,注柴油45,恢复生产后在约1年时间内平均日降水242.1m3,日增油19.9m3。

楚雄前陆盆地的充填层序与造山作用

楚雄盆地是一中生代前陆盆地，发展过程有两个阶段：晚三叠世卡尼期至诺利期为前陆复理石充填期；诺利晚期至瑞替期为前陆磨拉石充填期。相应的形成两个二级层序和四个三级层序。层序的构型显然与造山过程耦合。哀牢山前缘逆冲带推进的速度控制着楚雄盆地基底挠曲幅度，因而决定了盆地的沉降率；逆冲带隆升幅度则决定了陆源区的物源供给量。由于可容空间和物源供给率是控制盆地层序地层格架的两个基本因素，因此前陆逆冲载荷的迁移就是控制层序地层的关键。作者以盆地中的充填层序反馈哀牢山造山作用的特点和过程：早、中期，盆地中以向上变深的二级沉积层序代表了哀牢山道冲的初始价段，逆冲载荷达到盆地拉张变薄的基底上，前陆挠曲幅度大，造山带抬升的相对高度较低。晚期，盆地中以向上变浅的二级沉积层序代表了逆冲载有推进到克拉通基底上，地壳挠由受阻，物源供给量加大。三级沉积层序的相互叠量则反映了造山带多幕次、多周期活动的特点。

地层微粒侵入对支撑剂充填层伤害实验研究

压裂充填可以作为解除疏松、胶结较差地层在钻完井过程中造成的近井地带伤害的优选方法,但是疏松地层产生的微粒运移伤害甚至堵塞裂缝内支撑剂充填层现象很普遍而且也很严重,直接影响压裂改造的效果,选择合适尺寸的支撑剂对成功压裂松软地层显得尤为重要。通过室内实验分析了地层微粒与不同粒径支撑剂配伍性,为正确选择合适大小粒径支撑剂,防止地层微粒侵入,提高充填层导流能力提供了依据。

形状记忆充填层膨胀后的性能测试实验

为研究形状记忆筛管在出砂井井底发生膨胀后的工作性能,对膨胀后的形状记忆充填层进行取样,通过实验分析其性能特征。结果表明:采用自主研发的聚合物复合材料制备的形状记忆充填层的岩心样品的力学性能符合温敏型材料的变化规律;不同位置的3块岩心的绝对渗透率基本相同,形状记忆充填层的均质性好;岩心的压差变化小,形状记忆充填层的抗堵塞性能好;该形状记忆充填层具有良好的渗透性能、挡砂性能和耐酸碱性能,能够满足指定出砂井的生产要求。形状记忆充填层膨胀后的性能测试实验能够直观地分析形状记忆筛管膨胀后的工作性能,为环空自充填防砂完井技术的材料选择与现场应用提供实验方法和依据。

富水岩层中充填层流固耦合作用分析

为揭示西部地区孔隙型含水岩层中钻井法凿井壁后充填层的流固耦合作用机理,基于广义有效应力原理和达西渗流理论,构建了流固耦合作用下富水岩层、充填层和钻井井壁共同作用数值模拟分析模型。以可可盖煤矿中央回风井为工程背景,数值模拟计算得到306m深处井壁外荷载为1.98MPa,其外荷载折减系数为0.647。通过选取充填层厚度、弹性模量和渗透率进行三因素三水平正交计算,结果表明,与远场水压相比,外荷载折减系数为0.605~0.771,小于现行规范规定的1.0,且井壁承受的外荷载与弹性模量呈负相关,与充填层渗透率呈正相关,在实际工程中壁后充填宜选用高性能微膨胀的胶结性材料。研究结果表明,在西部孔隙型含水岩层中,钻井法凿井壁后充填层不但具有固井和封水作用,而且还具有减载功能,从而为该类地层条件下钻井井壁设计优化提供了依据。

高速铁路CRTSⅢ型板充填层自密实混凝土灌注车的研制

CRTSⅢ型无砟轨道板的自密实混凝土灌注方式不同于CRTSⅠ、CRTSⅡ型轨道板,需研制CRTSⅢ型无砟轨道板充填层自密实混凝土灌注车。根据CRTSⅢ型无砟轨道板自密实混凝土施工性质,提出了灌注车的系统组成和技术参数,并成功研制出了自密实混凝土灌注车,为施工单位提供了一种针对高速铁路CRTSⅢ型无砟轨道板充填层自密实混凝土灌注施工的设备。

CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆充填层施工关键工艺

CRTSⅡ型板式无砟轨道是杭甬铁路客运专线的主要轨道结构型式,水泥乳化沥青砂浆充填层是其重要组成部分,直接影响轨道结构的耐久性、安全性和运营成本。水泥乳化沥青砂浆具有组成复杂、敏感性高、施工工艺复杂等特点。经过多条高速铁路客运专线的建设,我国已基本形成了CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆充填层的成套施工技术,并编制了相应作业指导书。但工程实践表明,砂浆充填层的施工质量仍是无砟轨道质量控制的难点和关键点。以杭甬客专无砟轨道水泥乳化沥青砂浆充填层施工为例,分析和总结影响砂浆充填层施工质量的关键点,为完善我国CRTSⅡ型板式无砟轨道砂浆充填层的施工工艺、提高充填层施工质量提供参考。

CRTSⅡ型水泥乳化沥青砂浆充填层气泡成因分析及预防措施

针对CRTSⅡ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆充填层容易存在气泡的问题,从原材料品质、砂浆性能、施工工艺、质量控制等方面分析了其产生的主要原因,提出了预防气泡产生的具体措施。

CRTSⅢ型板式轨道充填层SCC在水-动荷载作用下的性能变化

采用MTS试验机对典型板式轨道充填层用自密实混凝土(self-compacting concrete,SCC)进行抗压疲劳测试,分析在动荷载、动荷载+饱水2种条件下,SCC动态性能、吸水率、抗压强度以及残余应变等参数的变化。研究结果表明:随着动荷载次数的增加,各组SCC动态性能和抗压强度均降低,而吸水率和残余应变均增大。SCC在动荷载作用100万次时,动荷载+饱水组较动荷载单独作用组的动态弹性模量、动态剪切模量、动态泊松比和抗压强度分别降低了4.5%,2.4%,5.2%和6.7%,而纵向残余应变增大了8.9%,横向残余应变增大了6.4%,疲劳损伤度D增大了2.4%。水和动荷载的共同作用加速了SCC性能的劣化。

充填层对覆土层水分变化影响的模拟研究

水分变动状况是充填复垦土壤质量的重要指标。通过充填柱模拟实验研究了充填复垦中充填层物料孔隙度大小对覆土层含水量变化的影响。结果表明,充填层孔隙度略小于覆土层时,覆土层含水量减少最快,而充填层孔隙度大于覆土层时,覆土层含水量减少速度与充填层孔隙度成正相关。因此,在充填复垦实践时,应根据覆土层孔隙度情况设计充填层的孔隙以保证充填复垦土壤有较强的保水性能。

CRTS Ⅲ型板式无砟轨道自密实混凝土充填层施工技术研究

CRTSⅢ型板式无砟轨道是我国自主研发并具有完全自主知识产权的无砟轨道结构形式。论述自密实混凝土充填层施工工艺流程,从灌注漏斗、轨道板扣压装置和模板装置方面开展灌注工装研究;从轨道板腔湿润工艺、自密实混凝土灌注工艺改进和拆模与养护方面开展灌注工艺研究。通过自密实混凝土工艺性试验和施工改进与完善,确定关键工艺参数。通过揭板检验表明,自密实混凝土充填层施工质量稳定,施工技术满足工程要求。

软岩巷道U型钢支架壁后充填层研究

U型钢支架和围岩之间存在着空间,严重抑制着巷道支架支撑能力的发挥。根据围岩-充填体-支架的结构力学原理,研究了新的壁后充填材料的性能要求。结合典型U型钢巷道工程,完成了充填材料的各种力学性能试验。与普通填充材料相比,新型填充材料的应力分布较均匀,有较好的让压能力。工程应用表明,该填充材料具有较高的推广应用价值。

川西坳陷蓬莱镇组构造—充填层序特征

川西坳陷上侏罗统蓬莱镇组(莲花口组)为前陆盆地陆相红层碎屑岩建造。笔者应用成因地层学原理和层序地层学研究方法,对川西地区蓬莱镇组开展露头层序、测井层序及地震层序的综合研究,划分出区域上可供对比的5 个构造-充填层序(S1- S5),并对每个层序的层序界面、沉积体系和岩相古地理展布与演化特征进行了讨论,为查明蓬莱镇组沉积相的时空配置关系,正确建立区域地层格架。

保证CRTSⅠ型轨道板CA砂浆充填层灌注质量的施工技术

在CRTSⅠ型轨道板铺设施工中,CA砂浆充填层易产生皱褶、空鼓、气泡夹层、上下分层、表面气泡层和富浆层等情况,为保证施工质量,总结出科学的灌注工艺,并应用于哈大客运专线TJ-2标段实际工程中,取得了良好的效果。