一种超低密度水泥浆抗高温降失水稳定剂QX-2的制备 与性能评价

为克服高温条件下超低密度水泥浆减轻剂游离上浮、聚集等问题,通过水溶液聚合法利用单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、二乙烯苯(DVB)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)制备了抗高温降失水稳定剂QX-2,通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)对其分子结构进行了表征,并考察了其对超低密度水泥浆体系的沉降稳定性能、降滤失性能、流变性能、稠化性能、水泥石抗压强度、抗盐性能的影响。结果表明,抗高温降失水稳定剂QX-2在温度高达150℃的超低密度水泥浆体系中仍具有较好的沉降稳定性能和降滤失性能,其上、下层密度差在0.03 g·cm^(-3)以内;QX-2能保证超低密度水泥浆的稠度系数稳定,具有良好的流变性能;QX-2能使水泥石抗压强度增强,有利于提高超低密度水泥浆体系的固井质量;QX-2具有优良的抗盐性能,可拓宽超低密度水泥浆体系的应用环境。

厚松散含水层失水沉降相似模拟实验研究

目前缺乏对厚松散含水层地质采矿条件下覆岩破断及变形规律的深入研究。以淮南矿区潘四东煤矿11111工作面为工程背景,构建相似材料模型,采用数字摄影测量提取位移法记录模型开挖过程中覆岩破断过程及覆岩变形情况。分析了含水层失水沉降原因:覆岩在W型剪切应力拱作用下形成2条纵向的主导水裂隙带,导水裂隙带的进一步发育引起含水层失水固结,在厚松散层重力作用下进一步压实,随着覆岩破断运动的加剧,在弯曲带和覆岩共同挤压下形成О型剪切应力拱,压缩薄层空间,导致地表下沉量增大。分析了失水状态下覆岩损伤情况:工作面开采工作完成且覆岩达到稳态后,前垮落角为57°,后垮落角为62°,导水裂隙带高度为63 m,开切眼及终采线上方覆岩在应力集中作用下断裂,产生纵向裂隙,开切眼及终采线上方垮落带区域内覆岩产生横向离层裂隙,纵向裂隙和横向离层裂隙加剧了覆岩与含水层间的水力联系。给出了失水状态下覆岩动态运动规律:随着开采工作面的推进,各观测线覆岩下沉量逐渐增大,接近开采工作面的观测线覆岩下沉量最大,工作面上方覆岩的观测线下沉量曲线走势基本类似且跳变一致,含水层上方的观测线下沉量曲线走势基本吻合且跳变同步,工作面上方与含水层上方的观测线下沉量跳变异步,表明含水层对覆岩移动变形具有重要作用。

管棚成孔失水引起地表沉降因素分析

利用Biot固结理论,对管棚成孔和推进过程中因渗水而引起的沉降进行计算分析,研究管棚施工时间、管棚数量、不同的管棚直径和地层不同的渗透系数对地表沉降的影响。分析结果表明,若管棚施工从钻孔到注浆的时间控制在2 h以内,则地表最大沉降量小于5 mm;若该时间为8 h,则对应的地表沉降量可达10mm。随着管棚直径的增加,管棚施工中因失水引起的地表沉降量也随之增加。地层渗透系数的大小对沉降量的影响很大。提出控制管棚成孔和推进时间、尽可能地缩短管棚施工时间、采用小直径管棚、管棚施工中采用间隔施工等控制失水沉降的技术措施。

盾构隧道扩建地铁车站地表沉降预测及分析

广州市轨道交通6#线东山口站左线站台隧道采用盾构先行过站后扩挖方案修建,地面环境复杂,且建筑物桩基所处地层含水量高、孔隙比大,盾构隧道扩挖施工易引起较大地面沉降。应用数值模拟方法对扩挖施工诱发地层失水引起的地表沉降以及现场扩挖施工变形控制措施的实施效果进行预测,并且运用叠加原理将得到的最终地表沉降与实测数据进行对比分析。结果显示:地层失水沉降及扩挖施工沉降比例为2∶3;盾构隧道台阶法扩挖上台阶施工地表沉降量较大,两台阶两部与两台阶四部扩挖法地表沉降差别不大,盾构扩挖法修建左线站台隧道最大地表沉降为右线CRD法站台隧道的65%;拱部大管棚、袖阀管注浆复合超前预支护增加了地表沉降槽宽度,减小了地表沉降量及倾斜;盾构轴线偏移方案减小了围岩塑形区范围,更好地发挥拱部超前预支护的效果。

软弱地层管棚施工中失水引起的地表沉降计算

管棚支护是浅埋暗挖法施工中的一种辅助工法。它对于城市地下工程的建设,不失为一种较好的方法,但是由于城市地下工程施工中对地表沉降控制极其严格,这种方法因此带来了一些问题。在软弱地层管棚的施工中,管棚成孔过程中产生水的渗流通道,地下水的流失引起土的固结而导致地表沉降。文章通过计算分析,比较在地层渗透系数、管棚参数、施工参数不同的情况下地表沉降的变化,得出这几种因素影响地表沉降的规律和大小,可为施工提供参考和指导依据。

数值模拟方法在地铁抽水试验中的应用

研究目的:抽水沉降是由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低或损失的一种环境地质现象。作为世界各国日趋严重的主要地质灾害之一,如何在室内真实模拟现场抽水沉降,以及不同土体抽水沉降之间的内在关系的研究,具有十分重要的理论意义和工程应用价值。研究结论:结合南京地铁工程实际工况,采用三维有限元软件ADINA进行建模分析,得出了该工程抽水沉降的模拟结果,结论与现场抽水和室内实验所得结果基本吻合,为抽水引发沉降预测提供了科学的数值依据和较为精确的预测。

乡村聚落土壤侵蚀环境与水土流失研究综述

为深入了解乡村聚落侵蚀环境及其水土流失现状,为下一步研究奠定基础,在分析乡村聚落侵蚀环境变化的基础上,探讨了乡村聚落水土流失的成因与特征。乡村聚落是人类生存和农业生产的主要场所,人为因素对侵蚀环境影响大,水土流失严重。随着社会经济发展,乡村聚落功能由单一的居住-农业生产型,逐渐演变为居住、农业生产、旅游休憩、生态保育等多维一体的复合环境。人为因素对乡村聚落侵蚀环境及水土流失的干扰越来越大,水土流失成因及类型呈多样化特征,特别是乡村居民地建设中产生的弃土、开挖面及乡村未硬化道路等土地类型,水土保持能力差,是土壤侵蚀严重的根本原因。因此,急需加强乡村聚落土地类型的水土流失机理与防治技术研究,为新时代乡村振兴与美丽中国建设提供科技支撑。

西南喀斯特环境移民示范区柑橘园水土流失及土壤水分变化

对西南喀斯特地区2种不同建园方式柑橘园水土流失情况进行连续3a的定位监测,并研究了4种类型柑橘园土壤含水量的年动态变化。结果表明,2种不同建园方式柑橘园的土壤流失量逐年减少,坡地柑橘园的年径流系数大于梯地柑橘园;不同类型柑橘园土壤含水量与土壤层次、建园方式及柑橘园成土母质有关;柑橘园土壤含水量与月降雨量呈正相关,应在不同月份对柑橘园采取不同水分调控措施。

居民点分布特征与水土流失耦合关系分析——以辽宁省新宾县为例

为研究居民点空间分布特征与水土流失耦合关系,运用RS和GIS技术以及灰色关联度分析方法,以辽东山区新宾县为研究对象,建立定量表征农村居民点分布特征与水土流失间耦合关系的指标体系,探讨农村居民点分布特征与水土流失之间的耦合关系。结果表明:2010年新宾县水土流失总面积为7.385×104hm2,主要以微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀和强度侵蚀为主,中度侵蚀以上的面积占水土流失总面积的29.6%。不同程度的水土流失与农村居民点的分布特征有关,农村居民点越密集,则反映人们活动强度越大,从而对水土流失产生影响越强烈。距离农村居民点1000m范围内水土流失最为严重,强度侵蚀以上等级水土流失比例较高,93.57%的强度侵蚀、93.95%的极强侵蚀和95.02%的剧烈侵蚀分布在该范围内。采用灰色关联度分析居民点分布特征和水土流失之间的耦合关系可知,斑块密度对水土流失的影响为正向性的,随着斑块密度的不断增大,水土流失面积有所降低,斑块个数、景观形状指数、平均斑块面积、平均斑块维度、聚集度和居民点规模等6个指标因子对水土流失面积的影响为负向性的,指标值的上升会增加水土流失面积。在微度和轻度侵蚀区的水土流失面积为174286.96hm2,占水土流失总面积的70.31%;农村居民点面积为630.27hm2,占农村居民点总面积的11.00%。居民点的聚集度、斑块密度和平均斑块面积较低,导致人类的活动范围扩大,对该地区的植被和土壤产生影响强度虽然很低,但范围却扩大很多,从而增加了水土流失的面积。

桂西北环境移民示范区柑橘园水土流失及土壤水分动态研究

对桂西北2种不同建园方式的柑橘园的土壤水土流失连续3年定位监测及对4种类型柑橘园土壤含水量年内动态变化进行了研究。结果表明;2种不同建园方式柑橘园的土壤流失量逐年减少,未开梯柑橘园每年的径流系数大于开梯柑橘园;不同类型柑橘园土壤含水量与土壤层次、建园方式及柑橘园成土母质有关;柑橘园土壤含水量年变化规律与全年每月降雨量有关,不同月份柑橘园土壤含水量差异不同,对果树应采取不同调控技术。

永靖黑方台灌区台面沉陷灾害、水土流失及防治

传统的灌溉方式，长年的大水漫灌、超灌，造成了黑方台灌区大面积的台面沉陷、水土流失等环境地质灾害。大量灌溉水渗入农田，是导致土体潜蚀加剧并造成灾害的直接原因。通过探讨灌区黄土沉陷与水土流失的机理，提出了从治水入手，采用先进的节水灌溉技术，配合工程措施及植物措施治理，达到合理利用水资源、根治水土流失、改善区域环境地质条件的目的。

一种评价水泥浆沉降稳定性的新方法——微压力波动测试水泥浆滤失—沉降耦合作用

目前的水泥浆沉降稳定性测试方法缺乏对沉降过程的描述。为了提高水泥浆沉降稳定性测试的准确性与科学性,设计了一种微压力波动测试仪,对滤失—沉降耦合作用的水泥浆柱分段压力波动进行测试,据此评价浆体的上、下密度差,并对不同黏度、温度、降失水剂、固相颗粒和触变性的水泥浆稳定性进行了分析。研究结果表明:①水泥浆沉降过程可分为高速期、低速期、稳定期和失重期,高速期滤失可减小浆体的上、下密度差;②滤失量越大、黏度越低、同类材料水固比越大,密度差越大、沉降稳定性越差;③温度对沉降稳定性的影响因降失水剂的协同作用而呈现出无规律性,高分子聚合物类降失水剂效果强于成膜类;④提高水泥浆触变性可改善浆体的沉降分层现象,胶凝强度的形成时间越短,效果越好。结论认为,较之于常规方法,该评价水泥浆沉降稳定性的新方法,可以对沉降全过程进行描述,并考虑了滤失对沉降的影响,更加贴合于井下的实际情况。