木钙对兰州黄土水理性质的影响

为揭示木钙对兰州黄土水理性质的影响,基于不同的木钙掺量和养护龄期,通过水滴入渗试验、渗透试验和崩解试验分析木钙土斥水性、渗透性和水稳性,并利用X射线衍射试验、扫描电镜试验探讨木钙土的改良机理。研究结果表明:木钙的掺入可以提升黄土的斥水性、水稳性,低掺量木钙土提升幅度有限,高掺量木钙土整体表现良好,而减弱渗透性的作用有限;木钙土的水理性质发挥具有龄期效应;28 d养护龄期下,木钙土的水理性质参数随木钙掺量的变化存在广义上的峰值,但峰值与木钙掺量的关系存在一定差异;木钙土的水理性质同力学性质保持了一定的正向关联性。木钙土并未产生新的矿物成分,但土颗粒双电层厚度变薄,而且胶结生成物包裹联结颗粒、填充孔隙,从而改善木钙土的水理性质。

凝灰岩水理性及相应隧洞围岩失稳防治技术综述

凝灰岩强度与变形属性受水的影响显著,研究掌握其水理特性对于评判由水的作用而导致的围岩失稳风险并提出针对性支护措施具有重要意义。通过收集整理与凝灰岩相关的研究成果,梳理了凝灰岩主要成分占比、细观结构和基本物理参数,总结了凝灰岩产生软化、膨胀与崩解等特性的原因,论述了凝灰岩地层隧洞工程灾害防治理念与措施。最后对后续凝灰岩研究重点及相应工程措施进行了展望。研究结果表明:(1)凝灰岩内部蒙脱石、伊利石、高岭石的含量,孔隙结构以及风化侵蚀程度的差异是导致凝灰岩水理特性复杂的主要因素;(2)物理及化学作用是造成凝灰岩膨胀的主要原因;易溶矿物水解、黏土矿物水化反应、离子交换作用会引起凝灰岩结构性丧失而崩解;(3)支护、加固以及阻隔水是防治凝灰岩地层围岩失稳的有效措施。

巴拉素煤矿2号富水煤层水理性质分析

陕北侏罗纪煤田榆横北区的巴拉素煤矿2号煤层水害严重威胁矿井安全。以区内巴拉素煤矿2号富水煤层为研究对象,阐明了2号煤层水的赋存、运移形式。结合其他非富水煤层,即巴拉素煤矿3号煤层、大海则煤矿2号煤层,利用采样实验、数据分析等方法,通过对比研究水理性质,总结了各煤层的容水度、透水性、给水度和持水度特征。研究结果表明,巴拉素煤矿2号煤层水赋存于煤层内部发育的孔隙、裂隙中,随煤层起伏变化由高向低流动运移,并趋于稳定状态;在外部因素影响作用下,大量煤层水瞬间涌出。对比各煤层水理性质的主要参数,巴拉素煤矿2号煤层容水度比其他煤层大30%~50%,渗透系数是其他煤层的近2倍,给水度比其他煤层大30%~40%,而持水度小40%~60%。由此认为,巴拉素煤矿2号煤层具有良好的内部空间和通道,有利于地下水的存储和运移,且其煤层内部结合水含量少、重力水含量多,更有利于水体的释放流出,而其他煤层则不具备该条件。研究成果可为区内2号煤层富水机理研究提供理论依据。

黄土路基的水理特性及影响因素

黄土路基水理特性的影响因素较为复杂,包括黄土成分及粒度组成、结构特征、水分状况以及路基设计和施工方式等多个方面。黄土的成分和粒度组成决定了其微观和宏观结构特征,从而对水理特性产生影响。水分状况,包括水分含量和水分渗透路径,对于黄土的水力性能也有显著影响。此外,路基设计和施工方式,如路基厚度、路基排水方式和路基压实方式等,也对黄土路基的水理特性产生影响。因此,深入研究黄土路基的水理特性及其影响因素,并揭示其影响机理,对于指导黄土路基的设计和施工具有重要价值。本文将综合文献中的研究成果,对黄土路基的水理特性和其影响因素进行综述,并探讨未来研究的发展方向。

黏性土水理性质温度效应研究

温度影响着黏性土的液塑限、膨胀性和渗透性等水理性质,对于不同的黏性土,这种影响往往差异很大。为了系统地研究这一影响的规律性和机理,以南京地区3种不同矿物组分的黏性土为研究对象,开展了土样在5℃～50℃范围内吸附结合水量、液塑限、膨胀性和渗透性的试验研究。结果表明:温度升高时,黏性土液限减小,膨胀性增加,渗透性增加,这种温度效应根本原因在于吸附结合水量变化。亲水矿物由于其吸附结合水量大,对温度效应起主要作用。亲水矿物含量较多的黏性土,液限随温度变化大,而膨胀率则变化小。亲水矿物含量对渗透性的温度效应影响显著,对比吸附结合水试验:温度升高时,其渗透水由吸附结合水为主转为渗透结合水和自由水为主,渗透系数可上升近十倍。揭示了黏性土3种基本水理性质温度效应的规律性及机理,为相关的地质灾害的评估和预防提供理论基础。

STW型生态土壤稳定剂改性膨胀土水理性质试验研究

坡面冲刷是膨胀土边坡常见的坡面失稳形式之一,坡面防护对膨胀土边坡的稳定十分重要。对自主研发的STW型生态土壤稳定剂改性膨胀土的水稳性、浸水强度、抗冲刷性等水理性质进行了试验研究,利用扫描电镜方法初步分析了其改性机理;开展了现场试验对STW型生态土壤稳定剂在膨胀土边坡坡面防护中的应用进行了可行性研究。试验结果表明:STW型生态土壤稳定剂改性膨胀土的水稳性和浸水强度得到了显著提高,抗冲刷性能得到了明显增强;减少了水土流失,促进了表层固化,提高了坡面稳定的防护效果。

珊瑚砂含水介质水理性质的实验室测定

从西沙群岛采集了29 kg珊瑚砂样,采用常规方法测定了珊瑚砂的孔隙度、渗透系数、给水度以及弥散系数.对渗透系数进行了多组测定试验,并对每组砂样渗透系数值的差异进行了分析,在进行弥散系数的测定试验中,通过观测不同位置处的弥散系数分析了弥散系数的尺度效应.实验结果表明,珊瑚砂含水介质具有颗粒大小不均、结构疏松、透水性好等特点.

红层岩土水理性质工程判别准则试验研究

为评价红层岩土与水相互作用程度,通过对红层岩土崩解性、膨胀性、胶结性、软化性、承载比等工程性质试验研究,提出了岩土水稳定性的工程分析思路,建立了崩解指标、软化系数、胶结系数、自由膨胀率、承载比软化系数等指标组成的红层岩土水稳定性综合判别标准,将红层岩土分为水稳定性强、水稳定性中等、水稳定性差三类。

基于风化物水理特征的泥石流对岩性敏感性研究

泥石流对不同岩性的敏感性存在明显差异,以中国泥石流最发育的小江流域为研究区,采集上、中、下游5个典型泥石流沟,9种类型岩石的19个风化物样品及5个泥石流堆积样品。通过塑、液限及渗透试验获取水理特征参数,选择与泥石流起动密切相关的塑限、塑性指数及渗透系数3个指标,并以欧式距离为基础来构建敏感性计算公式,对各指标进行敏感性综合分析。采用子流域泥石流敏感性统计分析法进行验证,研究结果表明,以风化物水理特征差异规律分析为基础的敏感性能较客观合理地刻画各岩性的敏感性规律,9种岩石的敏感性由小到大依次为:玄武岩、灰岩、白云岩、板岩、第四纪冲洪积、砂岩、粉砂岩、千枚岩以及泥岩。

风化板岩水理特性研究

针以衡炎高速公路全风化、强风化、中风化和弱风化板岩为研究对象,通过崩解特性试验、软化试验、无侧限压缩试验、剪切渗透性试验,系统研究板岩受水影响的水理特性。研究表明:水理性能由强到弱的排序为:弱风化板岩,中风化板岩,强风化板岩,强风化板岩;板岩具备强烈崩解特性;崩解指数与风化程度直接相关,程度越高,崩解越强烈。板岩越干燥,崩解效应越明显,大旱后突降雨,会导致板岩的强烈崩解,很容易诱发滑坡。

滇中红层软岩微观结构及水理特性试验研究

滇中红层软岩具有成岩作用差、易产生较大变形、遇水易软化、易崩解等特征，本文采用环境扫描电镜试验和水理特性试验，对红层软岩的微观结构特征，崩解、膨胀、软化等水理特性进行了研究。试验结果表明，红层软岩矿物粒间空隙大多被粘土矿物填充，粘土矿物以伊利石和蒙脱石为主，为混层结构，结晶程度相对较差，多数有蚀变的痕迹。具有微小裂隙的红层软岩在1～2次充分饱水烘干后，崩解性开始显现；随着干湿循环次数增加，岩样的质量变化呈减小趋势；干湿循环次数继续增加，崩解性指数趋于平缓。红层软岩由于风化作用影响程度和自然含水率的差异，岩体内部崩解张力具有明显不均匀性。经过自由浸水48h后，红层软岩的单轴抗压强度降低29．83％～58．47％，各地层软化系数在0．4～0．7之间，遇水后呈现显著软化效应。这些结果为红层软岩地区公路工程建设的工程地质研究提供了一定参考。

我国各地膨润土的水理特性

考察了我国各地膨润土的水理性质,讨论了膨润土的水理性质与层间阳离子的关系以及水理性质的矿床矿样间差异性,并对膨润土水理性质与其他物化性质间的相关性进行了分析。研究结果表明,膨润土因其属型和属性不同使其水理性质有较大的差异,其中层间阳离子类型是影响膨润土水理性质的重要因素,其中钠基膨润土具有高的胶质价、膨胀容和膨润值;不同矿床类型比较发现,沉积岩型矿样和火山沉积岩型矿样有较高的胶质价、膨胀容和膨润值;c轴有序度和<2 祄颗粒的质量分数与膨润土水理性质高度正相关。

红层填料分数维与水理特性相关性研究

红层填料的现场耙压施工中的重复"压碎-翻松"过程具有自相似特征,因此所得破碎产物的粒度特征可用分数维描述.基于填料破碎的分形机理,构造了利用室内试验设备模拟现场耙压工艺破碎填料方法,进而研究了重复"压碎-翻松"过程中不断破碎的红层填料分数维变化规律.在此基础上,制备不同分数维填料,用于研究粒度特征对填料压实效果和水理性质的影响.研究结果表明,在相同的压实参数下,填料分数维越大越容易压实;具有相同压实度的填料,其分数维越大,浸水膨胀量越小,压缩性能越低.基于填料崩解性和分形理论,分析了其中机理.成果在一定程度上揭示了粒度特征对红层填料水理性质影响的规律.

寒区冻土层水理性质研究

寒区是我国重要的地理分区,在我国75%的国土覆盖着多年或季节性冻层土壤。冻层的不透水性、抑制蒸发作用、蓄水调节作用及调节产汇流作用,使寒区的水文循环机理与过程比非寒区复杂的多。从冻土层的水理性质的相关概念及特征参数、冻层水分迁移、融雪水入渗、冻土保墒和地下水溢流冰模型5个方面梳理国内外冻层水理性质的相关研究成果,并对国际领先研究成果—俄科院冻土所论著《寒区冻结层上水》进行内容分析,以期为农业生产、春季融雪径流、越冬期冻土层持水量、越冬期地表水对潜水补给量计算等研究提供有效的理论依据。

小江流域风化物的水理特征差异规律的实验研究

水理性质是风化土体对降雨过程中入渗水的响应性质,对泥石流起动有着重要影响。以中国泥石流最为发育的小江流域为研究区,采集流域上、中、下游5个流域,9种类型岩石的19个风化物样品及5个典型泥石流沟的泥石流堆积样品,通过液塑限及渗透实验获取水理特征参数。选择塑限、塑性指数及渗透系数等3个指标构建指标体系,系统分析了不同岩性各指标的差异规律。结果表明,对于各项指标,各岩性风化物均差异显著,且随指标不同,其水理特征差异规律显著不同。5个典型流域泥石流堆积物在各项水理特征指标上均具有较好的一致性。塑限、塑性指数及渗透系数所构建的指标体系能较为客观、系统、合理地反映各风化产物的水理性质,可为泥石流对岩性的敏感性研究提供帮助。

鄂西巴东组红层泥岩的水理性质研究

针对红层软岩遇水易软化、崩解的特点,以巴东组红层软岩为例,选取泥岩、粉砂岩进行浸水崩解试验、单轴抗压强度试验,分析红层软岩在不同含水率的情况下的崩解性、软化性。试验结果表明,泥岩水理性质与所含的黏土矿物有关,也与含水率的交替变化程度有关。在天然含水率状态下浸水的岩样,其水理性显现程度较小,而发生干湿交替循环的岩样再浸水后,其水理性就变得极其强烈。

长衡段软岩水理特性研究

软质岩水理特性较差给对路基稳定性造成严重影响.本文通过对软质岩所含粘土矿物成分类型及含量、崩解和软化特性的试验研究,分析水对软质岩填筑路基稳定性影响程度,对类似软岩填筑路基的适用性具有重要的参考价值.

西部弱胶结软岩细观结构及水理特性试验

为准确掌握西部弱胶结软岩的水理特性,对采自陕北矿区的红砂岩进行水理及力学特性试验,并基于电镜(SEM)扫描图像分析细观结构特性,建立岩石细观结构与其宏观水理特性间的联系。试验表明:红砂岩具有明显的饱水软化和吸水膨胀特性,其软化系数为0.64;无压力水侵蚀和干湿循环作用下饱水红砂岩性能将进一步劣化,宏观上表现为强度和弹性模量的减小和质量损失率的增大;细观上,红砂岩颗粒间的联系比较松散,具有明显的弱胶结结构特征。总体来说,亲水矿物溶解与弱胶结结构破坏的耦合作用,导致红砂岩特殊的宏观水理特性。研究结果可为类似地区软岩夹层工程治理提供借鉴。

深部软岩水理性及水的作用规律研究

以锡铁山铅锌矿深部围岩为对象,基于水理性质试验方法,了解到其在水的作用下易发生软化、膨胀和崩解等现象,并对软岩多次吸失水后的变化情况进行了研究。试验结果表明,软岩多次吸失水,更容易发生软化、膨胀等现象。试验所找到的作用规律可以为该矿山的围岩稳定性研究提供依据。

海拉尔油田凝灰质储层水理性质研究

近年来大庆油田加大了对海拉尔油田的开发力度,但由于海拉尔油田凝灰质储层的结构与岩性复杂,导致水力压裂施工事故频出。为了进一步了解该储层特点,就海拉尔凝灰质储层的水理性质进行了深入研究。通过对储层进行取芯分析以及利用取出的岩芯进行水浸实验,总结出海拉尔油田凝灰质储层的水理性质,为更好地对海拉尔油田进行增产开发提供技术支持。