掺火山岩粉与粉煤灰水工碾压混凝土的试验研究

文章通过对比试验,探讨了单掺及复掺火山岩粉、粉煤灰对碾压混凝土强度、工作性、干缩变形等性能的影响。研究表明:在相同减水剂掺量和水胶比情况下,单掺火山岩粉相比于粉煤灰试件的胶材用量增大,绝热温升值和干缩变形值增加,后期强度发展缓慢且凝结时间明显缩短,对合理选择碾压混凝土掺合料具有一定指导作用。

粉煤灰对混凝土力学性能影响研究

为了进一步研究固体废弃物取代混凝土胶凝材料的应用发展,通过不同粉煤灰掺量(10%、15%、20%、25%和30%)代替水泥在不同龄期(3d、7d、14d、28d和90d)变化下对混凝土坍落度性能、抗压性能、劈裂抗拉性能及抗折性能的影响进行研究。结果表明:当粉煤灰掺量为20%时,混凝土和易性最优;粉煤灰掺量为25%时,混凝土抗压强度最优;粉煤灰掺量为20%时,混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度最优。

鄂尔多斯盆地晚三叠世深湖区同沉积变形构造特征及成因

通过对鄂尔多斯盆地上三叠统延长组野外露头、岩心剖面的细致研究,发现深湖区发育有类型多样的同沉积变形构造。露头剖面中见有同沉积砂岩墙、砂泥岩脊、砂岩脉、微断层和褶皱变形构造等,岩心中也观察到砂岩揉皱构造,砂泥质角砾,微断层和砂岩脉等变形构造,在对其特征描述和层系结构分析的基础上,结合三角洲前缘砂体向深湖区滑塌形成富含火焰状构造的鲍马层系,指出同沉积构造成因与古地震作用关系密切。时间上同沉积变形构造与火山灰沉积物几乎同期发育,相伴而生,且略早于广泛发育的长7浊积岩;古地震、邻区火山作用或深部热作用导致盆地基底沉降、山体隆升,有利于滑塌浊积岩的形成。空间上同沉积变形构造主要分布于盆地南部和西南部,并且从南西至北东方向有强度减弱的趋势。综合对比同期周邻造山带的演化历史及深湖区同沉积变形构造的分布特征后认为,同沉积变形构造是对盆地南部秦岭碰撞造山和盆地内深部热作用的耦合响应,指示了深湖盆发育期对应于盆地构造相对活动的动力学背景,对同期优质烃源岩的发育有重要贡献。

鄂尔多斯盆地延长期湖盆充填类型与优质烃源岩的发育

湖盆充填类型是盆地构造及古气候的综合反映,对优质烃源岩的发育有重要控制作用。在综合分析延长组优质烃源岩沉积环境的基础上,认为长91、长73、长72—长71烃源岩发育期湖盆都表现为平衡充填类型,但有机质丰度及规模有较大差别,因此进一步细分长91期为平衡充填三角洲前缘-深湖相组合沉积体系,长73期为平衡充填深湖相沉积体系,长72—长71期为平衡充填浊流-深湖相组合沉积体系,并指出长73期湖盆充填类型发育最优质烃源岩,进而重点探讨了其形成环境。本文认为盆地沉降过程与古气候变化主要控制优质烃源岩的沉积和保存条件,而湖盆原始生产力则与火山灰沉积和深部流体关系密切。综合长73期盆山耦合关系、湖盆充填类型、沉积岩相组合等,指出强水动力体系(浊流沉积、三角洲)对有机质起稀释作用,重点强调了火山灰沉积和深部流体带来的营养物质有利于提高湖盆原始生产力,进而初步揭示了长73优质烃源岩的发育模式。这一认识为进一步研究陆相坳陷湖盆优质烃源岩的充填类型及发育规律提供了可借鉴的研究实例。

海拉尔盆地碳钠铝石—柯绿泥石—钠板石三元共生特征及其油气地质意义

运用岩石薄片分析、扫描电镜和X射线衍射精细结构分析,在海拉尔盆地白垩系南屯组凝灰质砂岩和沉凝灰岩中发现三元共生的碳钠铝石—柯绿泥石—钠板石组合。这三种矿物共生构成火山凝灰质蚀变的特征矿物组合,是同生期古火山事件的可靠沉积和成岩后生蚀变记录,也是火山凝灰物质成岩后生条件由酸性过渡到碱性的古环境转变的标型记录。而且伴生的凝灰质溶蚀所形成的次生孔隙可大大改善储层物性,从而扩大了勘探下限深度。上述矿物组合与油气藏关系密切,因此也是寻找有效储层发育带和油气藏的重要标志。

大庆深层气藏复杂结构井开发实践与认识

大庆深层气藏地质条件极其复杂,储层物性差、以低孔特低渗透为主,采用直井开发单井产量低,储量动用程度低,有效开发难度大。为了探讨这类气藏的有效开发模式,自2005年起针对这类气藏陆续开展了复杂结构井开发试验,通过十余年的探索研究,创建了多种井位优化设计方法,如今,复杂结构井已遍布深层气藏各开发井区,应用规模在逐年扩大;已从单一的火山岩储层扩展到致密砂砾岩和砾岩储层;已取得了明显的增产效果。开发实践证实复杂结构井已成为提高这类气藏单井产量和储量动用程度、新区快速上产、老区深度挖潜部署及实现气藏经济有效开发的主体井型。

苏皖沿江火山岩盆地燕山期深部构造—热作用与无机气藏

苏皖沿江带展布的中生代火山岩盆地与燕山期构造活动所造成的大规模岩浆喷溢、侵入和火山作用密切相关。根据火山岩盆地勘探地球物理资料,关注盆地发育过程中的深部构造—热作用及其地质响应,探讨沿江一带火山岩盆地内部勘探、发现非常规新能源的可能性,进而展望火山岩盆地无机气藏勘探潜力。

粉煤灰改性路面水泥砼

粉煤灰作为固体工业废料 ,具有潜在活性 ,在碱激发作用下 ,能生成具有胶凝性能的物质 .作者通过对掺粉煤灰砼火山灰效应的数值分析 ,确定了与所用材料相适应的粉煤灰最佳掺量和超量系数 ,最大限度地利用粉煤灰的活性 。

粉煤灰砼的配合比设计

提出了应用火山灰效应数值分析的方法确定粉煤灰在砼中的合理掺量及超量系数的方法,定量解决粉煤灰与水泥适配性的问题,对掺粉煤灰砼的配合比设计具有实用的指导意义.

深层火山岩油气藏滑脱效应及启动压力梯度研究

以不同深层火山岩气藏岩心渗流特征实验为基础,在不同温度、不同气体的情况下,测定压力平方差与流量的关系。实验表明,深层火山岩气藏气体渗流存在滑脱效应和启动压力梯度现象;气体的滑脱效应与气体的性质有关,气体的分子质量越小,滑脱效应越严重;测定了不同岩心类型的气体启动压力梯度值,认为岩心的渗透率大小、温度以及气体的性质是影响气体启动压力梯度值的主要因素。

部分云覆盖下红外辐射传输模型及对火山灰云的敏感性研究

针对我国新一代地球同步气象卫星FY-4的预期发射和数据应用,本文借助与FY-4卫星成像仪类似的Meteosat-8卫星的SEVIRI仪器数据资料开展先期研究,建立了一种部分云覆盖条件下红外辐射传输模型,模拟了不同大气条件、火山灰云高度、有效云量和观测天顶角情况下卫星观测的红外通道的亮度温度的变化。美国标准气候态大气廓线和火山灰区实时大气廓线两种模拟结果都表明,模型模拟的8.3~9.1μm,9.8~11.8μm,11~13μm,12.4~14.4μm的入瞳亮度温度对云高度、有效云量较为敏感,基本呈线性相关;卫星天顶角对模拟的辐射亮温的影响相对较小。通过不同大气廓线状态和火山灰云发射率情景下的测试结果表明,只有同时考虑大气条件和火山灰云通道发射率的差异后,模式才能够较好地模拟出火山爆发情景下火山灰云中酸性物质在11μm和12μm的反吸收特性。与大气条件相比,通道的发射率差异对火山灰云的遥感建模更为重要。因此,可在传统的分裂窗通道的基础上,通过热红外多通道亮温及亮温差异信息联合反演火山灰云高度和有效云量等因子,提高部分覆盖下火山灰云的微物理参数的反演精度。本研究为建立基于我国新一代静止气象卫星FY-4数据的火山灰云浓度定量反演模型提供了理论基础。

扬子地区奥陶纪-志留纪过渡期深时火山灰层发育特征及其对富有机质页岩沉积的影响

系统总结扬子地区奥陶纪−志留纪过渡期深时火山灰层的相关研究成果。首先,总结深时火山灰层的鉴定特征并概括了深时火山灰层的时空分布规律;其次,总结深时火山灰层的来源及其年龄;最后,总结深时火山灰对扬子地区富有机质页岩形成的影响。研究结果表明:深时火山灰层具有平面上分布范围广、垂向上分布不均一的特征;垂向上可进一步划分出密集段、稀疏段和零星段,代表了火山活动强度逐渐减弱;深时火山灰层可能来自扬子板块的南北两侧,存在3个潜在的来源:北侧的秦岭古洋壳在华北地块之下向北俯冲和扬子地块南缘地块内的伸展和拆离以及南侧的冈瓦纳大陆碎片向华南地块的西北向俯冲碰撞,这是华南地块复杂构造活动响应证据之一。深时火山灰层的锆石年龄指示了华南地区的构造运动可能与全球其他地区的并不同步,大约推迟了5.4 Ma。此外,火山灰可能通过提高古海洋生产力和营造有利保存环境2个方面来促进富有机质页岩的沉积,但对此仍存在一定的争议。为解决争议,建议今后从微观分析和定量研究2个方向开展研究。

玄武岩粉改性高强水泥砂浆力学性能与孔隙结构的试验研究

研究了玄武岩粉对高强水泥砂浆力学性能和孔隙结构的影响,探讨了玄武岩粉这种矿物掺合料代替硅灰研发高强水泥砂浆的可能性.分别设置了纯水泥砂浆、掺入玄武岩粉和掺入硅灰的高强砂浆试件组,并进行了抗压及抗折试验,拟合了高强砂浆的位移荷载曲线.同时,利用压汞法(MIP)研究3种水泥砂浆的孔隙结构.结果表明,玄武岩粉改性水泥砂浆的抗折强度较纯水泥砂浆组提升78%,但仍低于硅灰改性水泥砂浆试件.玄武岩粉对水泥砂浆抗压强度的作用不明显,但玄武岩粉能通过火山灰效应细化孔隙结构.

改性材料对硫铝酸盐水泥性能的影响

以硫铝酸盐水泥为胶结料,研究了尾矿粉(CaCO_3)、粉煤灰(FA)、聚乙烯醇(PVA)纤维、减水剂、缓凝剂对硫铝酸盐水泥性能的影响。结果表明,尾矿粉掺量为10%时,试件养护1 d、3 d、28 d强度分别提高11.93%、5.47%和15.38%;粉煤灰掺量为10%时,试件28 d强度提高7.49%;PVA纤维不仅提高抗折强度,同样也提高抗压强度,掺量为0.3%时,28 d抗折强度提高129.16%,抗压强度提高27.62%;JM-2减水剂在硫铝酸盐水泥中具有较好的适应性,掺加后试件抗折强度和抗压强度均有大幅度提高;复合缓凝剂弥补了硼酸对硫铝酸盐水泥造成的缓凝效果不稳定、强度降低等缺陷,掺加后水泥凝结时间适中,强度不仅不降低,而且还有不同程度的提高。

煤矸石基层混合料的试验研究

煤矸石作为路面基层材料的固体骨架,可以有效地减少干燥收缩;此外,作为混合材料,粉煤灰、煤矸石可以与石灰反应(即火山灰反应),使路面基础具有一定强度、水稳定性和抗冻性,提高基层整体的完整性。我国许多城市逐渐试图用不同种类的工业废渣代替砂路面基层材料。论文制备了不同比例混合的煤矸石混合料,研究了它们的强度、水稳定性和冻融性。试验结果表明煤矸石混合料能代替砂骨料用于路面基层,这样能使废渣得到回收利用,且解决道路建设中砂骨料缺乏的问题。

粉喷桩加固特殊软土建筑地基的应用研究

针对某建筑改造工程场区大体积深厚粉煤灰软土地层,对6%、8%、10%、12%和15%五种水泥掺比下的粉喷桩加固效果进行了试验研究。结果表明:随着水泥掺量的增加,粉喷桩的内摩擦角、黏聚力、变形模量以及强度均呈逐渐增大的变化趋势,综合考虑地基强度性能和工程经济成本因素,认为粉喷桩水泥的最佳掺入比为12%;按照12%水泥掺比进行现场静载试验,得到粉喷桩的单桩平均容许承载力为134 kN,满足设计承载力大于100 kN的要求,表明本文提出的利用粉喷桩加固大体积深厚粉煤灰软土地层方案合理可行。

稻壳灰橡胶混凝土抗冻融性能及微观结构

为研究稻壳灰橡胶混凝土(RRC)的抗冻融性能,对比分析在氯盐环境下冻融循环后,普通混凝土(Normal concrete,NC)、橡胶混凝土(Rubber concrete,RC)和RRC的质量损失、相对动弹模量损失、强度损失及微观结构特征,同时对相对动弹模量与相对抗压强度的关系进行拟合分析。结果发现:随冻融循环次数增加,稻壳灰橡胶混凝土表面坑蚀愈明显,内部孔隙增多,微裂缝发展并贯通,宏观强度显著降低,相对动弹模量与抗压强度有良好相关性,拟合结果较优。橡胶的高弹性和稻壳灰极高的火山灰效应有效缓解了冻胀力带来的损伤,各冻融阶段RRC的损伤程度均明显优于NC,其中以稻壳灰掺量(占胶凝材料质量比)为10%、橡胶掺量(等体积取代砂)为10%时的RRC力学性能与抗冻融性能综合最优,经历120次冻融循环后,其抗压强度损失率较NC降低了18%。

厄瓜多尔CCS水电站深厚覆盖层火山灰沉积土动强度特性试验研究

覆盖层地基土的动强度特性(参数)是进行地基土液化判别和结构-地基系统稳定分析的基础,是结构-地基系统动力响应特性的重要影响因素。厄瓜多尔CCS水电站取水枢纽的主体结构位于河谷深厚覆盖层地基之上,地基中的C2粉土为火山灰为主体成分的河流沉积土,表现出强吸水性和低天然干密度的特点。该类土的动强度特性鲜见有文献涉及,是本项目科研和设计人员关注的重点问题。本文,利用中型振动三轴仪进行厄瓜多尔CCS水电站深厚覆盖层地基C1细砂和C2粉土的动强度特性试验,重点考察以火山灰为主体成分的C2粉土的动强度特性和常规细粒土(以C1细砂为例)的异同。研究表明:和以往对常规细粒土动力特性的认识基本一致,火山灰沉积粉土的动强度特性受围压的影响;通过碎石桩等加固措施提高土的相对密度,可以显著提高地基的抗地震破坏能力;初始液化和5%轴向变形两种破坏控制标准下,等压固结土的振动破坏周次基本相同。