膨胀性泥岩铁路隧道变形机理与仰拱底鼓控制技术研究

为揭示膨胀性泥岩铁路隧道仰拱底鼓变形机理并提出对应控制措施,以西(宁)至成(都)铁路膨胀性泥岩隧道为背景,采用室内试验、数值模拟、案例调研等方法开展研究。结果发现:膨胀性泥岩在浸水后物理力学参数明显降低,随着浸水时间增加,降低速率逐渐减小,其膨胀系数为4.8%;FLAC3D中的应变软化模型通过湿度应力场与温度应力场的转化能较好模拟膨胀性泥岩浸水后的参数衰减效应,当初始含水率分别为5%、15%、25%时,膨胀力试验结果分别为37.84,123.90,189.06kPa;随着水位上升,隧周孔隙水压力逐渐增大,当地下水位分别为Z=-5 m、Z=0 m、Z=5 m、Z=10 m、Z=15 m、Z=30 m时,隧周最大孔隙水压力分别为0,100,125,200,250,350 kPa,仰拱底部随软化系数的增加由沉降逐渐变为隆起,隧底围岩软化及上部挤压造成的剪切破坏是仰拱底鼓的最大诱因;随着仰拱矢跨比增加,二次衬砌弯矩减小,拱底和墙脚位置二次衬砌弯矩减小值较大,因此仰拱底部受力得到优化;适当提高仰拱矢跨比,采用全环钢架+钢筋混凝土衬砌、加强基底排水、采用基底换填或管桩加固等措施是膨胀性泥岩铁路隧道设计关键。

泥岩地层盾构渣土改良技术研究

依托成都轨道交通资阳线盾构工程穿越泥岩地层进行盾构防泥饼渣土改良方案研究和大量实践,分析了泥饼的形成过程和影响因素,并结合泥岩地层特性,提出了合理的渣土改良方案,包括用取改良材料、开展渣土改良试验、确定改良参数的范围,并根据现场实际情况进行修正,指出实施安全质量控制要点和掘进控制措施,可以有效预防盾构泥饼对掘进施工产生的负面影响。

赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能及评价方法

路面半刚性基层具有强度高、稳定性好等优点,但在强度形成及后期服役过程中由于内部相对湿度和温度变化会产生收缩应力,当收缩应力超过胶凝材料自身胶结力时,基层会发生干燥收缩裂缝和温度收缩裂缝.作为一种新型路面基层材料,赤泥基胶凝材料可100%代替水泥用于道路基层建设,然而赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能的经时演化规律尚不明确.因此,本文以赤泥基胶凝材料稳定碎石干燥收缩、温度收缩性能为研究对象,探究赤泥基胶凝材料掺量、养生龄期等因素对收缩性能的影响规律并运用灰色关联度确定了干缩抗裂性能指标、温缩抗裂性能指标与最大干缩应变、温缩应变的相关性.试验结果表明赤泥基胶凝材料稳定碎石的干缩应变、温缩应变随胶凝材料掺量的增加先降低后升高且干缩应变、温缩应变增长速率随养生龄期的延长逐渐减小,基于灰色关联度分析法确定了干缩抗裂性指数和温缩系数为赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能的最优评级指标,确定了赤泥胶凝材料掺量为7%时,赤泥基胶凝材料稳定碎石抗裂性能最优.

盾构排浆管道内块石流速分析与沉积临界泥浆流速公式推导

为了明晰排浆管道内各种块石的流速情况,探讨块石沉积形成的管道堵塞和泥浆流速的关系,首先,根据流体力学基本方程推导出泥浆液动力计算式;然后,从运动力学角度对水平、斜向上、斜向下、垂直向上管道内的石块取最难排出的状态进行受力分析;最后,对不同形状、不同粒径石块,在不同倾斜角度的泥浆通道内随泥浆流动,达到受力平衡时和泥浆流速差值计算公式进行推导,进而分析推导出各种块石沉积临界泥浆流速计算公式,并设定工程数据试算。得出以下结论:1)不同尺寸、不同形状、不同密度的块石在不同倾角排浆管道内差速流动、流动速度自动分级、沉积临界泥浆流速不同;2)密度小、体积小的块石运动速度快、沉积临界泥浆流速小;3)相同重量、密度的块石,球形的运动速度最快、沉积临界泥浆流速最小,正方体形的次之,长条形的运动速度最慢、沉积临界泥浆流速最大,长径比越大流速越慢、沉积临界泥浆流速越大;4)同一块石,在向下管道流速最快、沉积临界泥浆流速最小,水平管道次之,在垂直上升管道流速最小、沉积临界泥浆流速最大。重点控制始发井和地面垂直向上管道内的泥浆流速至关重要。通过计算以适用经济的泥浆流速来预防排泥管道堵塞。

关于SHMP在机制砂清洗中对MB值和石粉含量的控制作用研究

由于机制砂的原岩和加工运输场地中夹杂泥土,造成其MB值超过1.4。目前常用水洗的方法去除泥土,但同时造成大量的石粉流失,减少机制砂产量,且难以满足碾压混凝土等对机制砂高石粉含量的要求。采用不同清洗水、黏土分散剂SHMP与机制砂的质量比,分别进行若干组机制砂清洗试验,分析各组清洗后的机制砂级配、石粉含量、MB值等随用水量、SHMP用量的变化,研究SHMP分散黏土的规律,建立相关模型。推荐清洗每吨机制砂SHMP用量为100~300 g,用水量为500~700 kg,MB值将从2以上降低至1.1,而石粉含量仅降低2%左右。此方法大幅降低机制砂的MB值,解决传统洗砂中石粉大量流失的问题。该方法在行业内属首创,具有较高的经济和工程应用价值。

高泥粉石粉含量山砂制备低强高性能混凝土及其优化研究

研究一种用于高原山区公路的MB值1.6 g/kg和石粉含量8.8%的高含泥含粉山砂低强高性能混凝土的制备及工作性、力学性能的影响。试验结果表明,适度增加山砂混凝土中水泥用量、粉煤灰掺量、砂率、减水剂掺量能有效改善其工作性能和提升混凝土的强度;其中水泥用量和粉煤灰掺量对山砂混凝土的强度影响比较明显,减水剂掺量和水泥用量对山砂混凝土的坍落度影响最为显著。结合正交试验,该山砂C30低强高性能混凝土材料最佳用量为:水泥、粉煤灰、山砂、碎石、水、减水剂分别为312、55、824、1049、156、3.67 kg/m^(3),制备的混凝土具有较好的抗渗性、抗冻性、收缩、抗碳化等耐久性能。

酱酒酿造中使用塑料薄膜封窖产生的问题分析及改进方法

酱香酒酿造中使用塑料薄膜封窖,酿出来的酒会产生酱味不足,回味稍短,甚至出现霉味等质量问题。传统茅台酒酿造中使用窖泥封窖符合大曲酱香酒酿造客观规律,以“更干净、卫生、简单省事儿”为目的的塑料薄膜封窖,不符合大曲酱香酒酿酒微生物代谢规律,达不到规范酿酒所需要的客观条件。所酿的酒出现质量问题在所难免,所以酒企有必要按照传统茅台酒生产工艺,严格规范使用窖泥封窖。

基于ANSYS的藏式毛石墙体抗压性能研究

藏式毛石墙体普遍抗压性能较差,而改善藏式毛石墙体抗压性能的前提是掌握其在受压状态下的破坏机理。为了提高藏式毛石墙体的抗压性能,利用有限元软件ANSYS,通过一种新的数值模拟方法对藏式毛石墙体受压破坏特征以及薄弱部位进行分析。通过将数值模拟与2片试验墙体的荷载位移曲线进行对比分析,验证了此套数值模拟的可靠性。在此基础上开展了3组不同黄泥含量对藏式毛石墙体受压性能的影响研究。研究结果表明:藏式毛石墙体抗压性能随黄泥含量的增加而提高,当黄泥含量为15%左右时,藏式毛石墙体抗压性能最佳。当黄泥含量超过15%时,藏式毛石墙体抗压性能随黄泥含量增加而降低。

高原聚居与盆地城址:工具史视野下长江上游流域新石器聚落遗存的文化技术特色

以“高原聚居与盆地城址”合一的视域审视新石器时代长江上游流域聚落遗存。通过对高原聚居遗存的考察,论述云贵高原聚落遗存中的“土木石墙”特征;通过对盆地城址遗存的考察,论述四川盆地聚落遗存中的“竹木泥墙”特征。揭示了新石器时代长江上游先民将采集狩猎与农业栽培经济相结合,产生了以干栏式、高台式为特色,半地穴式、地面式相结合的聚落居址空间,其空间格局具备同一性与均质性,并呈现出为满足生产生活功能的均质内聚性特征,反映了氏族集团的共同利益与集体意志,维系了氏族部落的生产生活秩序,是长江上游新石器时代文化技术体系的物化表达。

膨胀性泥岩应力-应变关系的试验研究

通过应变控制式固结不排水三轴试验,测定并分析了膨胀性泥岩的应力-应变关系以及强度变化特性,结果表明,膨胀性泥岩的应力-应变曲线呈应变软化型,泥岩中的裂隙结构面等是影响泥岩强度的重要因素,说明了膨胀性泥岩不同的破坏模式对应着不同的应力-应变曲线;还说明了峰值强度、残余强度以及残余强度比是随围压的变化而变化的;孔隙水压力变化分为3个阶段。通过控制不同的剪切速率的固结不排水三轴试验,研究和分析了应变率对应力-应变关系、强度变化特性以及孔隙水压力的变化。

岩性差异变化对断层带结构影响的物理模拟

采用分解和统计相结合的实验原则,逐步考察了影响断层带结构变化的地层因素。通过对砂、泥岩力学性质及含量进行变换,模拟砂、泥岩地层中可能形成的断层带结构。实验结果表明：泥岩泊松比、泥岩含量是影响断层带结构及其内部单元规模的2个重要因素。单一的砂岩泊松比并不直接影响断层带结构类型,其原因可能是因为实验中的砂岩主要表现为脆性变形的结果;但砂岩含量是影响断层带结构类型的重要因素。在泥岩含量一定的情况下,砂岩泊松比的变化影响断层带的宽度,且两者比值在1～1.33之间时断层带发育二元结构;砂岩泊松比低于0.28、泥岩泊松比低于0.34时,断层带形成疏松的一元型结构;当砂岩泊松比高于0.35、泥岩泊松比高于0.38时,断层带为紧闭的一元型滑动面。

青海西宁大通县韩家山泥岩质多级旋转型滑坡形成机制研究

青海大通县韩家山滑坡是西宁盆地最危险性的滑坡之一。为分析该滑坡的形成机制,论文基于高精度的地形数据开展变形形式、平面堆积特征的调查;结合连续取芯钻探数据,重建了滑体结构;为定量获得滑动带力学性质的变化过程,进行了滑体与原岩物质成分、水理性质、应力应变性质的物理化学测试,讨论了多级滑动剪切面的形成机制。分析表明：（1）滑体内不存在软弱地层,为近似均质地层。滑体为单一的新近系红色泥岩夹石膏层,不具层理,不含大于0.25 mm碎屑颗粒。泥岩内粘土矿物含量在29.7%-46.3%之间,碳酸钙含量在9.84%-11.58%之间。岩体内含形态不一、大小不一的石膏结核;（2）泥岩粘粒含量高,水敏性与粘滞性强。泥岩干燥饱和吸水率最低为26.31%,最高为42.12%。泥岩样品环剪试验呈应变软化型,随着含水率的增大,强度急剧降低。滑体快速滑动过程中,非饱和的滑带土受粘性物质、孔隙性的影响,产生强吸力;（3）滑体以旋转变形破坏为主,斜坡受河流侧向侵蚀影响,滑床附近的岩土体渐进性破坏,出现多级滑动现象。

渤南洼陷沙三下亚段泥页岩储集空间研究:以罗69井为例

济阳坳陷渤南洼陷沙三下亚段泥页岩厚度大、分布广,主要发育了深灰色泥岩、灰质泥岩、油泥岩、泥质灰岩和黄褐色—灰褐色油页岩。泥页岩的有机碳含量高,最高可达9.0%;生烃潜量高,最高可达82.6mg/g;演化程度高,最高可达3.0%;该区泥页岩既是良好的烃源岩,也是页岩油气赋存的有利场所。为研究该区沙三下亚段页岩油气储集空间,文中通过岩心观察、偏光显微镜、扫描电镜等手段,认为研究区泥页岩储集空间中裂缝包括构造裂缝、层间微裂缝、超压破裂缝;空隙主要为微孔隙,包括黄铁矿晶间孔、粘土矿物晶间孔、方解石晶间孔。总体上来讲,储集空间以构造张裂缝、层间微裂缝、粘土矿物晶间孔及方解石晶间孔为主导。通过对比不同岩相间储集空间的类型与特征,认为沙三下12下、13上砂组纹层状泥质灰岩为储集性能最好的岩相。

无砟轨道路基上拱原因试验研究

对我国西北地区一路基上拱变形较严重的无砟轨道线路调研后,选择6个典型路基上拱工点进行了现场取样与试验,分析地基土与路基填料的膨胀性、易溶盐含量和矿物成分。研究结果表明:泥岩地基遇水膨胀引起了路基上拱;路基上拱变形与地基土、路基填料中易溶盐含量呈正相关;易溶盐侵蚀水泥改良填料形成钙矾石、硅灰石膏的过程也可能引起路基上拱。建议上拱地段的路基采取防水、排水、疏水措施。

藏族民居砌体材料物理力学性能试验研究

选取阿坝藏族自治州理县境内的黄泥与石材,参考国家标准试验方法,进行黄泥与石材物理力学性能试验研究,将试验结果与数值分析结果进行对比。结果表明:黄泥土粒主要由砂粒组成,级配良好;黄泥抗压强度为0.408 MPa,弹性模量为231 MPa,石材抗压强度为67.92 MPa;黄泥砂浆弹性阶段承载力模拟值略高于试验值,但极限承载力基本保持一致,石材弹性阶段与弹塑性阶段模拟值均与试验值保持一致,数值分析结果与试验结果吻合较好。试验研究结果可为砌体材料力学性能数值分析方法提供理论基础。

聚铝胺盐防塌钻井液研究与应用

为解决吉林油田伊通、大安等区块软泥岩和硬脆性泥岩地层坍塌的问题,从聚胺盐与聚铝盐的抑制防塌机理出发,将两者复配,以发挥两者的协同效应提高钻井液的抑制防塌性能,结合吉林油田软泥岩和硬脆性泥岩地层钻井工程实际情况,通过试验优选其他添加剂及加量,优选出了具有强抑制性的聚铝胺盐防塌钻井液配方,其配方为2.0%钠基膨润土+2.0%封堵剂聚铝盐PAC-1+3.0%抑制剂聚胺盐HPA+1.0%降滤失剂SMP-1+1.5%降滤失剂APC-026+2.0%抑制剂磺化沥青+pH值调节剂NaOH。性能评价结果表明:强水敏泥岩在聚铝胺盐防塌钻井液中的一次回收率为75%、膨胀率为17.4%;聚铝胺盐防塌钻井液能抗15%NaCl和1%CaCl2污染,耐150℃高温。14口井的现场应用表明:聚铝胺盐防塌钻井液的抑制性和封堵能力强,能有效防止泥岩坍塌,解决了吉林油田伊通、大安等区块泥岩地层钻井过程中因井壁坍塌和缩径造成的掉块、起下钻遇阻等问题。

某水电站库区泥石流发育特征及其非线性特性研究

通过对某水电站库区内12条主要的泥石流沟从沟道数与流域面积,沟道数与主沟长,沟道数与沟谷坡降关系上研究了库区内泥石流沟发育的非线性特征,并通过其双对数曲线方程得到了各自的分维数,其意义是在对泥石流危险度评判中为各因素权重的求取提供一个定量的手段,并据此可利用非线性技术来解决泥石流灾害研究中的预测及防治等主要问题,为泥石流灾害防治提供新的思路。

砂石质量的差异对混凝土性能及其经济性的影响

通过试验研究了不同细度模数的河砂及不同含泥量的砂石对混凝土性能的影响,并分析砂石质量的差异对混凝土经济性的影响,得出河砂细度模数及砂石含泥量不同对混凝土经济性的影响规律。根据这些规律实现混凝土配合比的优化并指导生产,以有效控制混凝土的质量。