非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特性

为了揭示物理化学作用对含盐溶液非饱和黏土压缩行为的影响及其与应力水平的依赖特性,对孔隙含蒸馏水、氯化钠和硫酸钠溶液及控制基质吸力条件下的试样进行了一维压缩试验。然后,根据试验结果测定了不同条件下黏土的压缩指数、次固结系数和屈服应力,并标定了它们随基质吸力和渗透吸力的变化规律。此外,对不同基质吸力和渗透吸力下非饱和盐渍黏土主、次固结行为展开了深入分析,明确了非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特征,并对非饱和盐渍黏土的LC屈服行为进行了探索。结果表明:不同物理化学力下非饱和盐渍黏土的次固结系数与压缩指数的比值C_(a)/C_(c)以及屈服应力可以使用基质吸力和渗透吸力来统一描述;由塑性加载区压缩曲线斜率以及特征参量、C_(a)/C_(c)与竖向应力的相关性指出非饱和盐渍黏土物理化学作用与应力水平息息相关;此外,化学-水力-力学耦合作用下非饱和盐渍黏土的LC屈服曲线是由MLC屈服曲线和OLC屈服曲线组成的一条光滑曲线。

填料-橡胶的化学和物理作用及其对补强的影响

研究了炭黑N330和白炭黑与NR/BR的相互作用及其对补强的影响。炭黑N330与NR/BR相互作用的化学交联密度占 40 % ,对拉伸强度的贡献率为 82 8% ;白炭黑 /偶联剂KH 846与NR/BR相互作用的化学交联密度占66 7% ,对拉伸强度的贡献率为 80 7% ;炭黑 /白炭黑 /偶联剂KH 846与NR/BR相互作用的化学交联密度约占70 % ,对拉伸强度的贡献率约占 94%。 3种补强体系对拉伸强度的贡献都是化学作用占优势 ,贡献率超过 80 %。

砂岩蠕变特性的水物理化学作用效应试验研究

针对干燥、饱水以及不同离子浓度和酸碱度水溶液循环流动作用至水–岩反应平衡后的砂岩试件,完成一系列单轴压缩蠕变试验。根据试验结果,通过对不同应力水平下干燥砂岩和饱水砂岩的应变–时间关系、瞬时应变、蠕变应变及蠕变速率的比较分析,揭示饱水砂岩蠕变特性的水物理作用效应与机制。在此基础上,分别针对砂岩在酸碱度相同而离子浓度不同以及酸碱度不同而离子浓度相同这两类流动水溶液作用后,其应变–时间关系、瞬时应变、蠕变应变及蠕变速率的差异性开展系统研究,获得砂岩蠕变特性的水溶液离子浓度影响效应和酸碱度影响效应,进而探讨其水物理化学作用机制。研究结果表明,饱水砂岩蠕变性质比干燥砂岩明显;上述不同流动水溶液作用后的砂岩蠕变特性又比干燥、饱水砂岩显著;饱水砂岩蠕变特性主要存在水物理作用效应;而不同流动水溶液作用后砂岩的蠕变特性则兼具水物理作用效应和水化学作用效应;砂岩蠕变的水溶液离子浓度作用效应呈现出离子浓度越高则蠕变特性越显著的特点。研究成果对于岩石流变力学及水–岩相互作用领域的理论与应用研究,具有良好的启示与借鉴意义。

水泥基土壤固化剂固化土的物理化学作用

采用击实试验、液塑限联合测定界限含水率试验、蜡封法测定干密度试验、二氧化碳气量法、交换性钠离子百分比试验等方法,结合黏土矿物组成与结构特点,研究了水泥基土壤固化剂固化土的物理化学作用。试验结果表明:随着固化剂剂量的增加,混合料的最大干密度增大,最优含水率降低;固化土混合料经过养护后,塑性指数降低,干密度增大,碳酸盐含量增加,交换性钠离子百分比升高;黏土矿物在强碱性和钙离子作用下被激活,形成各种水化硅酸盐和铝酸盐。研究认为:在土-固化剂-水-气系统中通过液相和气相向固相的转变以及各类水化产物的填充、挤密、胶结等作用,混合料逐渐形成较致密的整体;离子交换反应对土体的加固作用在后期起负效应;铝硅酸盐黏土矿物在强碱性和钙离子存在条件下被分解,参与水化硅酸盐和铝酸盐的反应。

考虑水岩物理化学作用的库岸堆积体边坡稳定性研究——以金沙江下咱日堆积体为例

以金沙江下咱日堆积体为例,阐述在考虑水岩物理化学作用的情况下,如何利用大型原位推剪试验求取堆积体天然状态下和与库水反应后的力学参数c,φ值,并利用所求得的参数建立随库水位上升时边坡稳定性计算的数值模型。通过计算得出:在只考虑水岩力学作用和考虑水岩力学、物理化学作用2种情况下,边坡的稳定系数随库水位上升的变化趋势是一致的,都是先减小,后升高,但是后者的稳定系数比前者有相当程度的降低,下降程度可以达到35.34%,甚至更多。所以,在实际的工程应用中只考虑水岩力学作用计算出来的稳定系数是不可靠的,误差非常大。

砂岩弹塑性力学特性的水物理化学作用效应——试验研究与本构模型

针对干燥、饱水、蒸馏水以及不同离子浓度和pH值水溶液循环流动作用至水–岩反应平衡后的砂岩试件,开展一系列单轴压缩试验和CT损伤测试,获得这些不同状态及水溶液作用后砂岩试件的应力–应变关系全过程曲线和CT扫描结果;分别研究砂岩弹塑性力学特性包括应力–应变关系、弹性模量、峰值强度及残余强度的水物理作用和水化学作用效应与机制;基于CT检测结果开展相应的水物理化学损伤分析;在此基础上,通过分析水物理化学作用对砂岩应力–应变关系的影响特征与规律,探讨并采用改进的Duncan模型来描述存在水物理化学作用效应的砂岩非线性弹性变形行为。研究结果对于水–岩相互作用及相关领域的理论与应用研究,具有良好的促进与借鉴作用。

稀土元素在金属材料中的一些物理化学作用

针对不同金属溶液体系，采用了不同的实验方法，研究得到了铁液中Ce，Y，La，Nd，Sm分别与S0，S＋O，C，N，SbSnPb，P，Cu，Ti，Nb,V溶质元素，镍液中Ce，Y分别与S，O，S＋O溶质元素，铜液中Ce，Y分别与S，O，S＋O，Sn，Zn，PbAl，Si，Ti，Fe溶质元素，铝液中Ce分别与Mg，Ti，Mn，Zn，Fe，Sn，PbNi，Cu，Si，S溶质元素构成的67个三元或四元金属体系的相平衡与热力学参数与温度的关系，并研究得到了钢铁液中各种稀土添加剂与S，0，N，H多元素作用的反应动力学参数，同时研究了稀土在20多个金属材料中的作用与应用依据作者等的研究成果。

表面活性剂在花岗岩研磨中的物理化学作用

花岗岩研磨过程中添加含不同类型表面活性剂的磨削液。测量添加不同表面活性剂及不同浓度的磨削液时花岗岩的磨削比 ,分析比较磨削液浓度及表面活性剂对花岗岩研磨效率的影响。通过测量磨削液的表面张力、磨削液作用后的花岗岩表面电位等参数 ,研究了表面活性剂对花岗岩研磨过程的物理化学作用机理。实验结果表明 :与水比较 ,表面活性剂磨削液能明显提高花岗岩研磨效率 ;阳离子型表面活性剂的磨削液对研磨效率的提高效果优于阴离子型和非离子型的表面活性剂磨削液 ;研磨盘的粒度越细 ,表面活性剂的作用效果越明显。

稀土元素在金属材料中的一些物理化学作用

稀土元素是金属材料当中非常重要的一个组成部分,它在金属材料当中有一些非常重要的物理化学作用,所以对这样的课题进行研究有着十分积极的意义。笔者结合实际的经验对其加以阐述。

绿液结盐过程中的物理化学作用

针对绿液输运过程中的结盐现象,利用多种化学分析方法和现代仪器分析手段,测定了绿液澄清器至消化器管段中的绿液化学组分和盐析物质成分,并对绿液盐析晶体粒径分布进行了测试。结果表明,因主流与管壁间的温度梯度而产生的过饱和度是绿液发生结盐的内在推动力;结盐过程不仅仅是单纯的混合结晶体析出的物理过程,而且伴有绿液与管壁材质间的化学反应,绿液本身的物理属性也加速了这一过程的进行;同时,较小的粒径分布加强了絮凝作用,构成绿液动态结盐的重要因素。

坝基断裂带夹泥与长期渗透水流之间的物理化学作用

采用柔性壁渗透仪模拟研究了坝基断裂夹泥与长期渗透水流之间的相互作用。渗出液成分监测及夹泥渗透前后的盐分测定结果表明,渗流过程中夹泥中的盐分有一定溶解,渗透水流与夹泥之间发生阳离子交换反应。结合断裂带渗流特点,分析了夹泥与长期渗透水流之间的物化作用对夹泥抗剪强度的影响。

填料-橡胶间的物理和化学作用Ⅲ.Al_2O_3,nano-Al_2O_3及nano-Al_2O_3/NDZ-101与NR(英文)

研究了Al2O3与NR的相互作用,发现二者交互作用的物理交联密度与Al2O3的吸油值和比表面积呈正相关性,与粒径和pH值呈负相关性,与吸油值(结构性)的相关性最大。Al2O3对硫化体系与NR的相互作用有屏蔽效应,使化学交联密度下降,但是与其比表面积和吸油值呈负相关性,与粒径和pH值呈正相关性。微米Al2O3无(4μm)或略有(1μm)增强作用。纳米的(25nm)有较大的增强作用,且全部是物理交联作用的贡献。加入偶联剂后,纳米Al2O3与NR的化学交联率达77.5%,化学交联对拉伸强度的贡献率达89.8%。

基于XDLVO理论分析物理化学相互作用对纳滤膜有机污染影响

基于XDLVO理论定量解析了2种商用纳滤膜(NF90和NF270)与2种典型有机物腐殖酸(HA)和海藻酸钠(SA)之间的界面相互作用能,考察了溶液条件及系统操作压力对膜污染的影响。结果表明,纳滤膜污染程度与物理化学作用密切相关。pH减小使污染物之间或者污染物与膜之间黏附自由能负值明显增大,膜污染程度增加,膜通量衰减明显。离子强度增加特别是Ca^(2+)的添加会导致同样结果。SA比HA表现出对纳滤膜更强的膜污染。过滤液预处理可以降低膜污染,而增加跨膜压差可以增加膜污染并导致膜通量的快速衰减。XDLVO理论对膜污染预测的相关结果与实验结果相对一致,表明XDLVO理论在预测及控制膜污染方面具有很大的潜力。

物理化学作用对岩土工程的影响

物理化学作用在岩土工程中有着巨大的影响,研究表明其对岩土工程的影响主要体现在对强度、变形性能、渗透性及边坡稳定等方面,论文从物理和化学角度分析其作用原理,并对工程实际应用加以论述,最后提出在未来研究方向上的几点建议。

砂岩水物理化学损伤机制研究

通过对不同水环境下砂岩孔隙率、pH值演变和矿物蚀变等开展一系列的试验研究,从微细观层次分析砂岩的水物理化学损伤机制,在此基础上,提出以蒸馏水环境下测得的次生孔隙率为基础,从总次生孔隙率中将水化学作用产生的次生孔隙率分离出来的方法,进而建立基于次生孔隙率变化的砂岩水物理化学损伤变量表达式;另一方面,通过对浸泡180 d时的砂岩试件进行CT扫描,将损伤计算结果与CT检测结果进行了对比分析。研究结果表明,砂岩水物理损伤主要受水流导致的矿物颗粒间胶结物与碎屑运移和扩散影响,与水化学损伤与离子浓度、pH值等水环境变化密切相关;二者所诱发的次生空隙是水物理化学作用影响砂岩力学性质的主要原因;水–岩反应后某一时刻砂岩的总次生孔隙率可由水物理作用和水化学作用产生的次生孔隙率两部分构成。砂岩水物理化学损伤计算结果与CT检测结果的对比分析表明,采用所提出的砂岩损伤变量表达式来描述其水物理化学损伤是可行的。

复合驱油体系物理化学渗流机理研究

复合驱油体系内含有各种化学剂,这些化学剂与油层岩石间的相互作用及化学剂在各相中的分配与化学反应,都会影响到复合驱物理化学渗流的机理和规律。在前人研究的基础上系统的阐述了复合驱油过程中的物理化学作用和驱油机理;此外,将复合驱过程中的物理化学影响因素归纳为几个等效因素,可以将复合驱物理化学渗流方程归纳为带吸附作用的对流扩散方程。结果表明:复合体系在亲水和亲油多孔介质中的驱油渗流机理有很大的不同。亲水条件下,复合体系驱油的主要特征是原油被驱油体系夹带运移通过喉道;亲油条件下,复合体系驱油的主要特征是体系进入孔隙与原油形成油包水型乳状液,并可变形通过喉道。给出的渗流方程可用来预测化学剂的传输规律。

复合驱驱油剂物理化学渗流规律研究

在复合驱油过程中，驱油体系内含有的各种化学剂与油层的岩石之间发生相互作用，化学剂在各相中的分配及化学反应，都会影响到复合驱物理化学渗流的机理和规律。系统阐述了复合驱油过程中的物理化学作用和驱油机理，并通过将复合驱过程中的物理化学影响因素归纳为几个等效因素，可以把复合驱物理化学渗流方程归纳为带吸附作用的对流扩散方程。研究结果表明：复合体系在亲水和亲油多孔介质中的驱油渗流机理有很大的不同。亲水条件下，复合体系驱油的主要特征是原油被驱油体系夹带运移通过喉道；亲油条件下，复合体系驱油的主要特征是体系进入孔隙与原油形成油包水型乳状液，并变形通过喉道。得出的复合驱物理化学渗流方程可用来预测化学剂的传输规律。

水对烃源岩生烃反应的物理—化学影响探讨

为了研究自然界中地层水对烃源岩成熟过程的物理—化学影响,学者们开展不同条件下的热模拟实验,通过观察分析烃类产物的产率、水介质和烃类产物的氢稳定同位素变化,证明了水介质对烃类产物生成存在不同程度的影响。由于沉积盆地环境中烃源岩热演化是相对低温而漫长的过程(普遍低于200℃),而实验室条件不能完全重现这一地质过程。因此,本文通过总结与对比不同热模拟条件下结论的异同,特别针对自然沉积盆地与室内实验的反应条件的异同性,深入探讨室内实验数据结论的指示意义和局限性,更加全面的认识水介质对烃源岩生烃反应的作用机理及影响程度。

复杂化学流体在多孔介质中的传质

化学驱油技术已从单一化学剂驱油发展到了复杂化学流体复合体系驱油．化学驱油过程中存在扩散、弥散、吸附、滞留、化学反应等一系列物理化学作用，影响化学剂在多孔介质中的传质过程．碱水驱油实验证明了单一化学剂在多孔介质中存在运移滞后；文中分析了上述物理化学作用，研究了复合体系各种化学剂的运移滞后及滞后差，指出综合吸附作用引起化学剂运移滞后，不同化学剂的运移滞后差导致色谱分离现象．在上述研究的基础上；提出了吸附对流扩散方程，得到了解析解．并用该解析解处理实验资料，求出了方程中化学剂运移滞后系数和综合扩散系数等相应的参数。可描述和预测复杂化学流体在多孔介质中的传质过程．