基于电镜扫描实验的柱状节理隧洞卸荷破坏机制研究

采用现场调查、室内力学实验、细观实验的方法,对导流洞内柱状节理玄武岩的卸荷破坏机制进行研究。研究结果表明:(1)柱状节理岩体内节理面主要包括:柱间节理面、柱内竖直隐节理面、柱内水平节理面,柱间节理面表面粗糙不平,为岩浆岩冷却后形成;柱内竖直隐节理面存在羽毛状陡坎,开挖卸荷后易松弛成为显节理;柱内水平节理面表面平整,方向近乎水平。(2)将现场破坏面与标准破坏模式下的电镜扫描结果对比表明:柱内竖直隐节理面为原生节理面,破坏形式主要为拉破坏;柱间节理面为原生张拉节理,破坏形式包括拉伸与剪切及其混合破坏;水平节理面为构造运动中形成,无明显开挖卸荷破裂特征。(3)柱状节理塌方机制为:受多组节理切割,柱体易沿节理面从柱体内外共同破裂,呈小柱体垮落,即硐室开挖后,当法向力超过柱间节理面抗拉强度时,柱状节理沿着柱间节理面开裂,并滑移;在滑移过程中,柱间节理面相互摩擦,形成剪破坏特征;当法向力超过柱内竖直隐节理抗拉强度时,柱体内部沿着柱内竖直隐节理破裂;节理面相互切割形成小柱体,从柱体内外共同破裂,并向临空面滑落;由于水平节理面非常发育,小柱体最终会在重力及开挖扰动作用下垮塌脱离母岩,严重时形成塌方。该机制可以很好地解释现场边墙柱体破裂面中三弱面共存的原因。

辽河盆地右行走滑构造运动新证据——基于岩样显微扫描电镜实验结果

依据 76块岩样显微扫描电镜实验结果 ,报道辽河盆地早第三系东营期右行走滑构造运动的重要地质证据 .认为辽河盆地早第三系东营期发生过右行走滑构造运动 ,裂谷后的右行走滑构造运动导致早期拉张断层系可以重新运动 ,并形成新的断层系 .研究成果表明 ,右行走滑构造运动是辽河盆地复杂构造演化史中的主要地质事件之一 ,有效地控制了盆地中的断裂体系的格局 .早第三系东营期右行走滑构造运动 ,影响和控制了盆地中油气的运移和聚集 .

江西生土材料的微观实验与技术

文中以江西红黏土为例,介绍了其微观实验的方法,并分析改性试样强度增强的原因。从生土材料的内部矿物组成、官能团特征峰、微观密实度变化等角度来阐述生土改性的内在作用机制,研究成果可为生土材料及其建造技术的可持续发展提供参考。

鄂西地区深层页岩气储层岩相孔隙结构特征差异及其控制因素--以YT1和YT3井五峰—龙马溪组页岩为例

岩相页岩孔隙结构是影响页岩气储集及运移能力的重要因素。以鄂西地区五峰—龙马溪组深层页岩为例,采用小角中子散射、高压压汞和场发射扫描电镜等实验方法,对比不同岩相页岩孔隙结构特征,明确不同岩相页岩孔隙结构特征差异及其控制因素。结果表明:鄂西地区五峰—龙马溪组页岩划分为高有机质硅质页岩岩相、中有机质硅质页岩岩相和低有机质黏土/混合质页岩岩相,不同岩相总孔隙度为1.76%~4.27%;高有机质硅质页岩和中有机质硅质页岩储集空间以有机孔为主,低有机质黏土/混合质页岩储集空间以无机孔为主,微裂缝发育程度为高有机质硅质页岩>中有机质硅质页岩>低有机质黏土/混合质页岩;有机质丰度和矿物组分是不同岩相页岩孔隙结构差异主控因素,随总有机碳质量分数和硅质矿物质量分数降低,有机孔密度和孔径显著下降,孔隙结构非均质性减弱,微裂缝发育程度逐渐降低。高有机质硅质页岩相具有较强生烃潜力,微裂缝发育程度较高,为研究区段最优页岩相。总有机碳质量分数和矿物组分是五峰—龙马溪组深层页岩气储层不同岩相孔隙结构特征差异关键因素,高有机质硅质页岩相为研究区段最优页岩相。该结果为鄂西地区下寒武统五峰—龙马溪组深层页岩气储层评价和有利区预测提供支持。

不同改性沥青温度敏感性

为评价不同改性沥青(SBS改性沥青(SMA)、橡胶粉改性沥青(RPMA)、复合改性沥青(CMA))老化前后的温度敏感性,利用动态剪切流变仪对以上3种改性沥青老化前后的试样进行动态剪切流变实验,并取老化前后温度扫描数据利用粘温指数VTS的不同算法在不同温标下对改性沥青的粘度-温度曲线进行拟合,针对不同沥青从线性相关系数的角度分析了各自最适用的温标及算法;在适用的温标下利用粘温指数VTS评价了不同改性沥青老化前后的温度敏感性,并利用电子显微镜扫描实验,从沥青的微观结构特征分析了不同改性沥青温度敏感性存在差异的原因。结果表明,在开式温标及兰金式温标下拟合出的VTS可以更好地评价不同改性沥青的温度敏感性;组分及蜡含量的变化对改性沥青温度敏感性影响最大,胶体结构与大分子分子量的影响次之;老化作用使改性沥青温度敏感性降低,RPMA在老化前后温度敏感性最低。

干湿循环作用对大理岩渗透性影响的试验研究

本文以锦屏大理岩为研究对象,采用干湿循环处理,开展不同干湿循环次数和围压加卸载条件下大理岩气体渗透性试验,研究了大理岩渗透率随围压和干湿循环次数的变化规律.同时通过电镜扫描,探究了不同干湿循环作用对大理岩细观结构的影响效应,分析了干湿循环对大理岩的细观作用机理.试验结果表明:气体渗透性试验中,在相同围压下,大理岩渗透率随干湿循环次数的增加而递增,在同一干湿循环次数下,大理岩的渗透率随围压增大而减小;干湿循环次数越高,围压对渗透率的影响效应越显著;随着干湿循环次数增加,微裂纹不断扩展并相互搭接,大理岩块状构造逐步破碎化.

多重分形理论在非常规气藏的应用

针对非常规储层的裂缝分布问题,提出了运用多重分形理论对储层特征进行描述。根据电镜扫描图像,运用Matlab对图像的处理,可以确定出某个地区的页岩结构的多重分形谱函数。通过对多重分形谱函数的分析得到该地区多重分形谱的容量维数,即是在标度指数取得某一定值时,多重分形谱的最大值。同时还确定了多重分形谱的谱宽和不对称程度。经过实验和数学方法的分析,可以发现多重分形方法能更清晰地描述出非常规储层的特征,是以后研究非常规储层裂缝发育特征的一种新方法。

勃利盆地煤岩孔-裂隙特征研究

为评价勃利盆地煤岩孔-裂隙特征,通过低温液氮吸附、压汞试验、煤岩显微组分和镜质组反射率测定、扫描电镜试验以及手标本描述等实验测试,对勃利盆地3个矿区15件样品的煤岩孔隙、微裂隙、内生裂隙和外生裂隙特征进行了系统研究。结果表明:勃利盆地煤岩显微组分以镜质组为主,含量在80.80%~88.00%之间;壳质组和惰质组含量较少;镜质体反射率在0.77%~1.42%之间;煤岩孔隙以微、小孔为主,孔隙类型为较开放的平行板状孔和圆筒形孔;煤岩中微裂隙较为发育,以张裂隙为主;内生裂隙中端割理线密度为18条/5 cm,面割理线密度为20条/5cm,高度为1~8 mm;外生裂隙以NW向为主。

垃圾填埋场改性膨润土浆材力学性能研究

垃圾填埋场防渗浆材不仅需对垃圾渗滤液起到防渗隔离的作用,还需经受场内堆填垃圾对其产生的侧向应力,并且要协同周围土体变形,对其强度有一定的要求。在对经羧甲基纤维素钠改性的膨润土防渗浆材进行正交实验后发现浆材各组分的掺量控制在以下范围内:水泥210~220 g/L,膨润土200~210 g/L,碳酸钠1.5~2.5 g/L,羧甲基纤维素钠1.5~2.0 g/L,浆材具有较适宜的强度。随后通过因素影响分析各组分对浆材固结体强度影响,最后经扫描电镜实验观察浆材固结体的微观结构,阐述其强度形成的机理。