应城市金龙石膏矿区三维地质可视化模型的建立与应用

应城市金龙石膏矿开采已超过60 a,地下形成了大面积采空区,引发了多起地面塌陷地质灾害事故。为更直观地展示石膏矿区复杂的地质条件与矿体、采空区以及地面塌陷空间分布特征,以应城市金龙石膏矿区为研究区,在综合矿区已有的钻孔柱状图、剖面图、采空区分布图、地质灾害点分布图等资料的基础上,以Surpac软件为平台,构建了地质-矿山生产-地质灾害三维可视化模型,实现了地质灾害与矿山生产之间的三维可视化表达,为矿山开采、地质灾害监测预警、地面塌陷综合治理提供了技术支撑,对石膏矿区地质灾害防治具有重要的推广与应用价值。

川东地区中寒武统高台组蒸发岩特征和沉积模式

为明确川东地区中寒武统高台组蒸发岩特征与发育模式,综合野外观察、岩心描述、薄片鉴定、测井及地震资料,在对高台组蒸发岩的岩性及成因类型进行分析的基础上,讨论其沉积模式以及与油气的关系。研究结果表明:1)蒸发岩主要为含膏白云岩类、石膏岩和膏盐岩,存在清水和浑水两种蒸发岩岩性组合序列,蒸发岩厚度具有由西向东逐渐增厚的特点,沉积中心分别位于建深1井区—巫溪一线和太和1井区—石柱一线,蒸发岩盖层以“宽广圆环状”覆盖川东大部分地区;2)蒸发岩在干旱炎热的古环境、障壁滩形成的封闭环境、海水的周期性波动以及物源补给的共同作用下形成清水潟湖和浑水潟湖,即源控多潟湖成因环境;3)高台组蒸发岩厚度与龙王庙组储层的分布存在一定的负相关关系,即厚层蒸发岩控低含气储层,薄层蒸发岩控高含气储层;4)蒸发岩为盖层的储盖组合包括浑水潟湖成因的岩下储层和清水潟湖成因的岩间储层,薄层蒸发岩岩下储层含气规模较大,岩间储层的非均质性较强,厚度较薄,总体上呈中—低孔低渗的特征,研究区发育3个天然气有利勘探区带,分别位于北部、中部以及南部地区,是川东地区潜在的后备勘探领域。

库车坳陷秋里塔格构造带中东段油气充注期次及成藏模式

库车坳陷秋里塔格构造带新生界油藏勘探潜力大,古近系膏盐岩相变区储层砂岩厚度薄,油气成藏过程复杂。利用流体包裹体岩相学观察、激光拉曼光谱、包裹体测温、盆地模拟和储层定量荧光光谱等方法,分析古近系库姆格列木群盐间砂岩样品的烃充注相关流体记录,明确研究区油气充注期次和成藏模式。结果表明:古近纪末—中新世早期,中质油聚集于白垩系砂岩顶部;中新世中期,库姆格列木群砂岩储层第一期轻质油—凝析油充注发生于约14.2 Ma,以蓝绿色荧光包裹体组合为主,古油藏广泛分布;中新世晚期—上新世中期,构造挤压作用增强,逆冲断裂、构造裂缝导致古油藏大量散失;上新世晚期以来,随埋藏深度的增加,高纯度、厚层膏盐层封盖性逐渐恢复,砂岩储层第二期甲烷干气充注发生于约3.7 Ma,形成含甲烷包裹体组合,构成现今盐间砂岩气藏的基本油气特征,形成膏盐岩盖层与构造作用双重控制的油气成藏模式。该结果为秋里塔格构造带中东段进一步勘探提供依据。

脱硫石膏转化α-半水石膏的特征及机理:实验与模拟

脱硫石膏的高效利用可以有效缓解一系列环境问题,变废为宝。本文利用二水石膏在含有微量无水硫酸钠的乙二醇水溶液中制备α-半水石膏,探究温度(94~98℃)、乙二醇体积分数(25%~35%)、硫酸钠浓度(0.1~0.3mol/L)对二水石膏向α-半水石膏脱水转化过程的α-半水石膏摩尔分数和动力学参数变化。研究发现,在乙二醇水溶液中,二水石膏向α-半水石膏脱水转化过程符合分散动力学模型。随着温度和乙二醇浓度的增加,动力学参数α基本保持不变,而参数β显著增加,导致活化熵△S*增大,进而导致能垒E_(a)降低,促进了二水石膏向α-半水石膏脱水转化。微量无水硫酸钠的添加,显著缩短了α-半水石膏的成核诱导时间。通过分子动力学模拟,增加硫酸钠的浓度,Na^(+)与SO_(4)^(2-)的配位数增加,扩散系数绝对差值∆D降低,从而导致配位能力增加,解耦能力降低。本研究对高效利用脱硫石膏、掌握其向α-半水石膏的转化特征具有重要意义。

不同改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响

为对比研究改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响,设置对照组及2种施用水平(1%和2%)下的2种改良剂(生物炭和脱硫石膏)共5组处理,进行室内土柱试验。结果表明:(1)相比于对照组,1%施用量的生物炭能使入渗时间延缓8.9%,抑制水分入渗,降低相同时间内的土壤累积入渗量,2%施用量的生物炭对水分入渗过程起到先抑制后促进的作用,能使入渗时间缩短35.6%,2种施用量的脱硫石膏都能使入渗时间缩短91.1%,促进水分入渗,提高相同时间内的累积入渗量;只有2%施用量的生物炭使最终的累积入渗量大幅增加62.8%。(2)湿润锋运移距离与时间呈幂函数关系,用Kostiakov模型对累积入渗量和时间的关系拟合相对于Philip模型效果更好。(3)相比于对照组,只有1%施用量的生物炭使入渗后的土壤含水率降低2.7%,其余各处理均出现不同程度的增加;2种施用量的生物炭分别使入渗后的土壤含盐量显著降低28.5%和52.0%,但2种施用量的脱硫石膏分别使土壤表层含盐量显著提高184.3%和403.7%,其中2%施用量处理使土壤整体平均含盐量显著提高73.0%。综合考虑各处理改良后的入渗特性、土壤含水率和脱盐效果,2%施用量的生物炭更适用于河套灌区的盐碱土改良。

地震正演模拟技术在膏盐岩识别中的应用

膏盐岩层是一种良好的油气盖层,可作为探寻油气的一种先行有利条件,识别膏盐岩层对油气勘探具有积极的指导意义。目前地震波在膏盐岩层传播规律与波场特征有待进一步研究,尤其复杂构造膏盐岩对下伏地层的地震成像影响一直是勘探领域关注的热点问题之一。地震正演模拟可为揭示地震波在膏盐岩层传播规律、描述波场特征提供重要支撑。首先模拟研究了水平薄沉积膏盐岩层同地震子波分辨率问题,其次针对强变形的膏盐岩构造,设计了“眼球状”盐丘模型和复杂膏盐岩入侵白云岩的逆冲推覆地质模型,对地震地质模型进行了地震正演模拟和数据叠加、成像处理。结果表明:受限于地震子波频带,薄膏盐层厚达二分之一波长方可完全分辨;通过波动方程差分求解对复杂含膏盐地质体进行实际地震模拟,可动态显示地震波场向下延拓的细节特征;膏盐岩层引起的多次波、散射波及导波等干扰降低了下伏层反射波信噪比和连续性;利用覆盖次数较高观测系统可增强有效反射信号能量,识别一定厚度地下薄膏盐岩层;高速膏盐岩对下伏地层能量具有屏蔽作用,且使下伏地层产生明显“上拉”假象,模拟应用进一步深化了对含膏盐岩层地震波场的特征认识。

混凝土灌芯纤维石膏墙板结构抗震性能研究综述

混凝土灌芯纤维石膏墙板是一种装配式复合墙板,此种结构具有隔声、耐火、环保、节能等多种优点。近年来绿色节能环保政策相继推出,建筑行业也紧跟时代发展的步伐,大力倡导绿色建材。混凝土灌芯纤维石膏墙板不仅满足绿色环保发展的要求,综合性能又优于普通混凝土剪力墙。国内外众多学者对混凝土灌芯纤维石膏墙板的抗震性能进行了研究,在深入研究之前成果的基础上,介绍了混凝土灌芯纤维石膏板的结构形式,综述了混凝土灌芯纤维石膏墙板的抗震性能,并对混凝土灌芯纤维石膏板的简化模型以及损伤分析的发展现状进行了梳理和归纳,总结了混凝土灌芯纤维石膏墙板的发展趋势,对推动混凝土灌芯纤维石膏墙板在实际工程中的应用有重要的指导意义。

石膏模型脱模剂的应用研究进展

脱模剂,作为一类能使母模与模型表面相互脱离、光滑,以及达到洁净的加工助剂,广泛应用于各种模型的脱模。通过介绍脱模剂的分类,典型脱模剂的结构、制备方法、工作原理、选择及其使用范围,总结了石膏脱模剂存在的问题,提出了若干建议,并预测了石膏脱模剂未来的发展方向,为石膏脱模剂的应用研发指明了方向。

外加剂及泡沫对脱硫建筑石膏性能影响研究

研究聚羧酸类减水剂、蛋白质类缓凝剂与物理发泡类泡沫对脱硫建筑石膏性能的影响,结合微观形态分析影响机理,并建立回归模型,预测脱硫建筑石膏性能。结果表明,在掺入0.5%减水剂以及0.1%缓凝剂的条件下,泡沫导致脱硫建筑石膏内部气孔增多,孔径增大,脱硫建筑石膏密度、强度、软化系数及导热系数随泡沫掺量的增加而下降。当泡沫掺量为12%时,脱硫建筑石膏28 d干密度达到537.13 kg/m^(3),7,28 d抗压强度分别为1.63 MPa与1.87 MPa。回归模型预测结果表明,非线性拟合模型能够更好地反映出抗压强度、导热系数与密度的关系。

铝酸盐水泥提高陶瓷模具石膏性能及机理

为提高陶瓷模具石膏使用性能,研究了铝酸盐水泥(AC)对模具石膏凝结硬化、强度、耐水及耐溶蚀性能的影响.采用X射线衍射、扫描电镜和差热分析研究了AC作用机理.结果表明:掺入AC可减少拌合水用量,从而延缓了石膏凝结硬化速率;AC掺入使石膏3 d干抗折强度显著增强,且无后期强度倒缩现象;硬化体耐水、耐溶蚀及耐磨损性能大幅提高,吸水率略有下降,6%为最佳AC掺量.机理分析表明:石膏、铝酸盐水泥复合水化形成由针棒状二水石膏、钙矾石晶体及无定形铝胶构成的网状结构,细针状钙矾石穿插于石膏晶隙间,增强了晶间桥接作用及网状结构稳定性,铝胶紧密填充于晶隙内形成密实的晶胶结构,同时覆盖在石膏表面减少了结晶接触点,使结晶稳定性增强,有效提高了模具石膏综合性能;稳定的水化产物及密实的晶胶结构进一步增强了石膏热稳定性能.

东营凹陷沙四下亚段沉积环境特征及沉积充填模式

沉积盆地中沉积环境特征控制了砂体沉积成因类型及盆地沉积充填模式。通过对东营凹陷丰深2井、官112井及梁120井沙四下亚段泥质沉积物系统取样,进行全岩X衍射分析和常量及微量地球化学元素分析,在此基础上对东营凹陷沙四下亚段古气候和古盐度指标进行分析。结果表明,古气候指标Rb/Sr比值与石英+长石含量、Cr元素含量及P元素含量呈正比,含量增加反映了气候相对潮湿,与古盐度指标碳酸盐+硫酸盐含量呈反比,其含量增加反映了气候相对干旱。东营凹陷沙四下亚段沉积时期气候干湿交替频繁,气候潮湿时期相对湖平面上升,湖水盐度降低;气候干旱时期相对湖平面下降,湖水盐度升高,使得此时期湖泊呈现为高频振荡性盐湖特征。气候潮湿时期以沉积碎屑沉积物为主,包括冲积扇、浅水型三角洲、滨湖滩坝及近岸水下扇沉积,由于湖水盐度较低,洼陷带主要沉积泥岩、灰质泥岩、含膏泥岩和少量泥质膏岩;气候干旱时期相对湖平面下降,湖泊水体盐度升高,洼陷带以沉积膏盐岩为特征,垂向上具有含膏泥岩、泥质膏岩、膏岩和盐岩的演化序列,平面上表现为由湖泊边缘向湖泊中心发育灰质泥岩、含膏泥岩、泥质膏岩、膏岩和盐岩的环带状结构特征。

库车坳陷东秋里塔格构造带隐伏构造定量化计算

库车坳陷膏盐层下伏是油气富集区,由于盐层遮蔽作用,盐下地震反射信息模糊,构造解释存在争议。依据临界楔理论测量克拉苏、迪那构造带盐下逆冲构造楔顶面坡度角α和底部滑脱层倾角β,线性拟合盐下构造楔回归直线,求解岩性强度和底部滑脱断层摩擦强度。东秋里塔格构造带与克拉苏、迪那构造带相邻,构造特征和变形机制一致,岩性强度和底部滑脱层强度参数相近。东秋里塔格构造带盐下逆冲构造楔顶面坡度角α为6°,底部滑脱面倾角β为7°,推断东秋里塔格背斜盐下发育低缓逆冲断层,逆冲断层沿中生界底部滑移。依据沉积楔构造缩短量计算方法,迪那构造带中生界缩短6.5 km,迪那背斜吸收全部缩短量,东秋里塔格构造带中生界缩短9 km,东秋里塔格背斜吸收6 km,剩余3 km需要断层吸收,预测东秋里塔格背斜下伏发育小规模逆冲断层。

不同长度聚丙烯纤维对陶瓷模具石膏抗折强度的影响研究

研究了聚丙烯纤维掺量及长度对陶瓷模具石膏抗折强度的影响,并采用SEM形貌分析方法进行纤维模具石膏工作机理研究。结果表明,4 mm和6 mm纤维增强效果显著。4 mm纤维增强效果优于6 mm,4 mm纤维掺量为0.04%时,2 h和干态抗折强度都达到峰值,分别为2.3 MPa和5.21 MPa,较空白样增幅分别高达18%和15%;而8 mm纤维对模具石膏强度增加不利,模具石膏抗折强度随着掺量的增加逐渐降低。

硅酸盐水泥增强陶瓷模具石膏机理研究

研究了硅酸盐水泥(OPC)对陶瓷模具石膏凝结时间、机械强度及工作性能(吸水性、耐水性、耐溶蚀及耐磨性)的影响,采用XRD,DSC-TG和SEM-EDS测试技术对其作用机理进行深入分析.结果表明:OPC的掺入减少了相同流动度下拌合水量,促进了半水石膏的凝结硬化并使半水石膏硬化体后期强度显著增加,且耐水、耐溶蚀及耐磨性能大幅提高.XRD和SEM-EDS分析表明半水石膏-硅酸盐水泥复合体系主要水化产物有针棒状二水石膏(DH)晶体,细针尖状钙矾石(AFt)晶体及无定形C-S-H凝胶.DH与AFt晶体相互交织生长形成网状结构,C-S-H凝胶填充在晶间孔隙内并覆盖于DH晶体表面使晶胶结构更趋密实,结晶接触点减少,硬化体孔隙率降低、孔径细化,强度、耐水、耐溶蚀性能显著提高;DSC-TG分析得出石膏脱水温度由140℃升至150℃,表明密实的晶胶结构增强了石膏硬化体热稳定性能.

聚丙烯纤维增强陶瓷模型石膏性能及机理研究

系统研究了聚丙烯纤维体积掺量(V c)及长径比(l/d)对陶瓷模型石膏工作性能、力学行为、软化系数、弯曲韧性及吸水性能的影响。研究表明:l/d600,V c0.88 kg/m3范围内石膏浆体工作性能良好,长径比、掺量增加,浆体流动性变差,凝结时间小幅缩短;石膏硬化体力学性能受纤维影响显著,长径比、掺量增大,软化系数、弯曲韧性增强;抗折强度随纤维长径比增大而降低,l/d600时,掺量增加,抗折强度呈抛物线变化,继续增大长径比,强度逐渐降低。最佳纤维参数为l/d=400,V c=0.88 kg/m3。SEM及孔结构微观机理分析表明:聚丙烯纤维综合改善模型石膏性能效果显著,纤维与石膏界面结合强度及在石膏基体中的分散程度是影响纤维-石膏复合材料性能的主要因素。

聚羧酸减水剂增强陶瓷模具石膏性能机理研究

系统研究了聚羧酸减水剂(PC)对陶瓷模具石膏工作性能、强度、吸水及耐溶蚀性能的影响,并采用电导率、水化温升、SEM形貌分析及BET孔结构测试方法进行机理研究.结果表明:陶瓷模具石膏减水率(质量分数)随PC掺量(质量分数)增加而逐渐增加,掺0.30%PC时,陶瓷模具石膏减水率高达18.7%;陶瓷模具石膏浆体流动度经时损失明显降低,有效工作时间延长4min,凝结时间稍有延缓;PC对提高陶瓷模具石膏强度及耐溶蚀效果显著,掺0.30%PC时,其抗折、抗压强度分别为4.38,15.9MPa,增幅高达22%,57%,溶蚀率(质量分数)由-0.93%降至-0.15%,降幅达16.1%;掺入PC可降低陶瓷模具石膏的吸水性能;PC在石膏颗粒表面的吸附可延缓石膏的水化进程,使二水石膏晶体细化,长径比增加,晶体搭接密实度提高,可降低硬化体孔隙率、细化孔径,有效提高石膏抵抗浆体电解侵蚀破坏的能力.

陶瓷模具石膏增强技术研究

阐述了陶瓷石膏模具强度低、使用寿命短的原因及主要影响因素,研究了水膏比、外加剂、纤维减水剂复掺、耐磨材料对陶瓷模具石膏强度及吸水率的影响。结果表明:抗折强度随水膏比增加而大幅度降低,吸水率逐渐升高;随聚羧酸减水剂、磷酸三丁酯消泡剂的增加,石膏强度先升高后降低,分别在掺量为0.15%、0.07%时达最高值,且绝干强度增幅显著,分别为54.23%、18.90%,减水剂作用下石膏的吸水率较低;聚丙烯纤维与减水剂复掺对综合提高石膏抗折强度、改善吸水率有利;石英砂耐磨材的添加使石膏强度呈先小幅度增加后降低的趋势,石膏表面质量磨损率逐渐降低且效果显著,吸水率变化不大。

“寒热并见”大鼠模型的建立及评价

目的:探索建立寒热并见证动物模型。方法:采用多因素制寒热并见模型,先以丙硫氧嘧啶和寒凉中药石膏、知母、番泻叶长时间灌胃,加上冰柜中冷冻的复合造模法,制作虚寒证模型。在此基础上,皮下注射干酵母混悬液致大鼠发热,造成约40 h左右的"寒热证并见"动物模型。结果:大鼠出现中医寒热错杂的临床表现。结论:利用丙硫氧嘧啶加传统中医病因因素造模制作虚寒证模型,在此基础上皮下注射干酵母造成大鼠发热的寒热错杂模型是可行的。

成型工艺对陶瓷模具石膏性能的影响

运用正交试验研究了陶瓷模具石膏主要成型工艺即体系温度、搅拌时间、浆体流态、搅拌速度四个因素对其抗折强度及吸水率的影响。结果表明:搅拌时间是影响强度的最主要因素,浆体流态、体系温度次之,搅拌速度影响最小,且前三者为显著影响因素;影响吸水率的主要及显著因素为浆体流态,其次依次为体系温度、搅拌时间,搅拌速度;确定了模具石膏最佳成型工艺条件范围为标准稠度需水量、体系温度(14±2)℃、搅拌时间2～3 min、搅拌速度(300±10)r/min,此时石膏绝干抗折强度高达6.98 MPa、吸水率约为39%。

石膏相似材料的模型试验

采用石膏材料制作模型,工艺简单、材料来源广、价格低廉,其材料与岩石的结构及破坏方式均类似,是一种较好的相似材料。本文着重研究了石膏的用量、水的用量、缓凝剂对石膏相似材料强度的影响,并找到了符合深部脆性岩体性能的石膏的优良配方。