水泥膨潤土泥漿固結(jié)體微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

研究了水泥砂漿后期水化過程中孔隙結(jié)構(gòu)的演變情況。采用了壓汞法測量了水泥砂漿孔結(jié)構(gòu)的變化。研究結(jié)果表明:在水泥砂漿后期水化的過程中,總孔容隨著水化時間增加而變小,并且兩者之間的關(guān)系可以用指數(shù)函數(shù)表征。

將不同配合比的水泥-膨潤土泥漿養(yǎng)護(hù)到一定齡期,對硬化后泥漿固結(jié)體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、變形模量以及極限應(yīng)變等力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,得到了原材料對固結(jié)體力學(xué)性能的影響規(guī)律以及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與變形模量之間的關(guān)系。結(jié)果表明,固結(jié)體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度主要受水泥影響;極限應(yīng)變隨水泥用量增加而減小,隨膨潤土用量增加而增大;變形模量隨水泥用量增加而增大,但膨潤土對變形模量的影響比較復(fù)雜;固結(jié)體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和變形模量隨養(yǎng)護(hù)齡期的增長而增加。

用混沌分形理論結(jié)合壓汞測孔技術(shù),直接測試評價了磷渣-水泥漿體材料孔隙的顯微結(jié)構(gòu)特征,計算出了對應(yīng)的分形維數(shù),并對普通水泥漿體與摻磷渣的水泥漿體孔隙的分形特征進(jìn)行了比較;同時探討了孔體積分維數(shù)與孔隙率、孔表面積、孔分布及磷渣摻量的關(guān)系.研究表明,磷渣-水泥漿體的孔結(jié)構(gòu)具有明顯的分形特征,孔體積分形維數(shù)在2.4~2.8之間;摻磷渣的水泥漿體不僅具有粗孔細(xì)化的效果,而且孔隙的分形特征也有了明顯的改善;在磷渣摻量大于30%時,其分維數(shù)、孔隙率與小于20nm的微孔數(shù)有明顯的突變性.

介紹了利用圖像處理技術(shù)對土體進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)定量分析方法,討論了表征結(jié)構(gòu)單元體和孔隙大小、形態(tài)及定向性等結(jié)構(gòu)要素的定量評價指標(biāo)。通過對加入水泥固化后軟土的微觀結(jié)構(gòu)圖像分析,論證了水泥土的微觀結(jié)構(gòu)特征定量分析方法,得出了以此來分析評價土體微觀結(jié)構(gòu)特征的方法。

通過巖心室內(nèi)實(shí)驗(yàn),分析了西峰油田儲層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)、喉道峰值分布規(guī)律,結(jié)果表明儲層空隙結(jié)構(gòu)以細(xì)喉道和微細(xì)喉道為主,喉道半徑主體分布在0.1μm～4μm之間,其最大值為4μm;儲層粘土礦物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,儲層存在酸敏、速敏和水敏的潛在危害;這些結(jié)論對西峰油田油水井開展各種增產(chǎn)增注措施具有一定的指導(dǎo)意義。

固結(jié)條件下軟黏土微觀孔隙結(jié)構(gòu)的演化及其分形描述——利用掃描電鏡(sem)研究軟黏土固結(jié)前后的微觀結(jié)構(gòu)，采用數(shù)字圖像技術(shù)研究軟黏土固結(jié)過程中微孔隙的大小、數(shù)量及其分布的演化規(guī)律?；趕ierpinski地毯的分形概念，結(jié)合量測數(shù)據(jù)給出了描述孔隙結(jié)構(gòu)的sierpins...

為合理確定混凝土中的mgo外摻量,通過室內(nèi)試驗(yàn)測定了不同mgo外摻量的硬化水泥凈漿、水泥砂漿的壓蒸膨脹率,并對壓蒸后的試樣進(jìn)行壓汞試驗(yàn)、掃描電鏡分析、背散射電子分析和x射線能譜分析。結(jié)果表明,mgo的摻量明顯影響試樣的密實(shí)度和孔隙結(jié)構(gòu)。當(dāng)mgo外摻量大于一定數(shù)值后,水泥漿、水泥砂漿的壓蒸膨脹率發(fā)生顯著增長,孔隙率明顯增大,孔隙結(jié)構(gòu)逐漸劣化。同時,水泥砂漿容許的mgo摻量多于水泥凈漿,即利用水泥砂漿壓蒸試件測得的mgo極限摻量比水泥凈漿多。

通過采用鑄體薄片、掃描電鏡、鑄體圖像分析、壓汞分析等多種技術(shù)手段,對準(zhǔn)噶爾盆地白家海地區(qū)侏羅系三工河組儲層的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)分析與研究。三工河組儲層以次生溶蝕孔隙為主,喉道類型以片狀、彎片狀及管束狀為主,主要是ⅱ類較大喉道,其次是ⅲ類中喉。儲層評價結(jié)果為三工河組儲層很好,ⅰ、ⅱ、ⅲ類都發(fā)育。沉積作用和成巖作用是影響孔隙結(jié)構(gòu)的主要因素,成巖作用中的膠結(jié)作用和溶蝕作用的影響最大。

溶蝕巖體具有明顯的多相復(fù)合性質(zhì),其細(xì)觀溶蝕孔隙與微裂紋會對巖體宏觀力學(xué)特性產(chǎn)生顯著影響,而針對孔隙結(jié)構(gòu)特征對溶蝕巖體力學(xué)影響的研究并不多見.首先基于巖體溶蝕損傷演化機(jī)制研究的文獻(xiàn)資料,將溶蝕巖體孔隙結(jié)構(gòu)分為蟲洞型與蜂窩型,采用顆粒流模擬手段,建立具有不同孔隙結(jié)構(gòu)特征的溶蝕巖體的顆粒流模型;從細(xì)觀力學(xué)角度分析孔隙結(jié)構(gòu)特征及其發(fā)育程度對巖體力學(xué)行為特性的影響;分析孔隙結(jié)構(gòu)特征對溶蝕巖體受載損傷演化、巖體破壞模式及破壞機(jī)理的影響.數(shù)值模擬結(jié)果表明,溶蝕巖體孔隙結(jié)構(gòu)特征對巖體力學(xué)行為特性存在較大影響.對于具有不同孔隙結(jié)構(gòu)特征的溶蝕巖體而言,其力學(xué)特性對巖溶發(fā)育程度的敏感性不同.實(shí)際工程中僅以孔隙率這一宏觀等效指標(biāo)來評價溶蝕巖體并不完善,應(yīng)進(jìn)一步考慮孔隙結(jié)構(gòu)特征對巖體受載過程中力學(xué)特性的影響.

溶蝕巖體具有明顯的多相復(fù)合性質(zhì),其細(xì)觀溶蝕孔隙與微裂紋會對巖體宏觀力學(xué)特性產(chǎn)生顯著影響,而針對孔隙結(jié)構(gòu)特征對溶蝕巖體力學(xué)影響的研究并不多見.首先基于巖體溶蝕損傷演化機(jī)制研究的文獻(xiàn)資料,將溶蝕巖體孔隙結(jié)構(gòu)分為蟲洞型與蜂窩型,采用顆粒流模擬手段,建立具有不同孔隙結(jié)構(gòu)特征的溶蝕巖體的顆粒流模型;從細(xì)觀力學(xué)角度分析孔隙結(jié)構(gòu)特征及其發(fā)育程度對巖體力學(xué)行為特性的影響;分析孔隙結(jié)構(gòu)特征對溶蝕巖體受載損傷演化、巖體破壞模式及破壞機(jī)理的影響.數(shù)值模擬結(jié)果表明,溶蝕巖體孔隙結(jié)構(gòu)特征對巖體力學(xué)行為特性存在較大影響.對于具有不同孔隙結(jié)構(gòu)特征的溶蝕巖體而言,其力學(xué)特性對巖溶發(fā)育程度的敏感性不同.實(shí)際工程中僅以孔隙率這一宏觀等效指標(biāo)來評價溶蝕巖體并不完善,應(yīng)進(jìn)一步考慮孔隙結(jié)構(gòu)特征對巖體受載過程中力學(xué)特性的影響.

針對儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)識別常用的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)法價格昂貴和研究成果具有區(qū)域性的問題,提出一種利用測井曲線預(yù)測儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)類型的方法。首先,利用過程神經(jīng)元建立雙層過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型;其次,結(jié)合文化算法和混合蛙跳算法的優(yōu)勢訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)模型;最后優(yōu)選8條測井曲線作為模型輸入來預(yù)測孔隙結(jié)構(gòu)類型。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明所提方法具有很好的識別效果。

給出了骨架孔隙水泥穩(wěn)定碎石基層材料粗、細(xì)集料級配范圍、混合料各組成部分配比計算方法以及計算中所需相關(guān)參數(shù)測試方法。據(jù)此設(shè)計了骨架孔隙水泥穩(wěn)定碎石混合料,并利用振動法成型了水泥含量分別為6%、8%、10%的試件進(jìn)行相應(yīng)性能測試,試驗(yàn)中還與水泥含量為6%的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石進(jìn)行了對比。研究結(jié)果表明:骨架孔隙結(jié)構(gòu)水泥穩(wěn)定碎石在保證一定孔隙率的前提下能夠滿足目前規(guī)范對基層材料要求。

飽和黃土液化的孔隙微結(jié)構(gòu)特征——通過對黃土中各類孔隙含量的定量測試及數(shù)理分析，介紹了黃土孔隙微結(jié)構(gòu)的計算機(jī)圖像處理分析方法，并從孔隙微結(jié)構(gòu)的角度研究了飽和黃土液化機(jī)理．在此基礎(chǔ)上，建立了孔隙微結(jié)構(gòu)特征與黃土液化勢的定量關(guān)系，從孔隙微結(jié)構(gòu)角度對...

我國的軟土分布廣泛,含水多、空隙大的軟土在工程施工中不僅表現(xiàn)出了低承載和低強(qiáng)度的特性,其顯著的次固結(jié)和微觀結(jié)構(gòu)對工程建筑的影響力也不容忽視。因此,以某地的軟土作為研究對象,對其進(jìn)行固結(jié)過程的微觀結(jié)構(gòu)特征試驗(yàn),探討其次固結(jié)的變形特點(diǎn),分析其中的力學(xué)關(guān)系,以期對軟土土質(zhì)研究和工程建設(shè)提供依據(jù)與指導(dǎo)。

針對水泥和乳化瀝青共存條件下，水泥乳化瀝青砂漿（cam）微觀結(jié)構(gòu)的變化，采用掃描電鏡（sem）、電子探針（epma）和紅外光譜（ir）等微觀試驗(yàn)手段，提出了cam的微觀結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明，硬化后的cam內(nèi)部存在一定的空隙，漿體表面存在突起和自由瀝青，瀝青包裹的細(xì)砂、水泥水化產(chǎn)物c-s－h(huán)凝膠和未水化水泥顆粒組成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；cam中結(jié)構(gòu)致密處ca和si及其氧化物的重量比和原子比相對較高，水泥水化產(chǎn)物較多，結(jié)構(gòu)疏松處則相反；cam中的水泥等無機(jī)材料不與乳化瀝青破乳產(chǎn)生的瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沒有新物質(zhì)的生成。增加cam中c-s－h(huán)等凝膠體的數(shù)量。發(fā)揮破乳瀝青的粘附性能是改善砂漿性能的關(guān)鍵。

采用掃描電鏡(sem)、電子探針(epma)和紅外光譜(ir)等微觀試驗(yàn)手段,研究提出了cam的微觀結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明,硬化后的cam內(nèi)部存在一定的空隙,漿體表面存在突起和自由瀝青,瀝青包裹的細(xì)砂、水泥水化產(chǎn)物c-s-h凝膠和未水化水泥顆粒組成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);cam中結(jié)構(gòu)致密處ca和si及其氧化物的重量比和原子比相對較高,水泥水化產(chǎn)物較多,結(jié)構(gòu)疏松處則相反;cam中的水泥等無機(jī)材料不與乳化瀝青破乳產(chǎn)生的瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng),沒有新物質(zhì)的生成。增加cam中c-s-h等凝膠體的數(shù)量,發(fā)揮破乳瀝青的粘附性能是改善砂漿性能的關(guān)鍵。

采用掃描電鏡(sem)、紅外光譜(ir)和電子能譜(edxa)等微觀試驗(yàn)手段,對由不同粉膠比(質(zhì)量比)、不同類型水泥和不同巖性填料構(gòu)成的水泥乳化瀝青復(fù)合膠漿進(jìn)行研究,給出復(fù)合膠漿微觀結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明:水泥乳化瀝青復(fù)合膠漿由瀝青包裹的礦粉與未水化水泥組成的粒狀顆粒和纖維狀水泥水化產(chǎn)物水化硅酸鈣(c-s-h)凝膠、晶狀氫氧化鈣(ch)等構(gòu)成;粒狀顆粒、c-s-h凝膠和自由瀝青相互交織,構(gòu)成一種空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);當(dāng)粉膠比為1.1時,膠漿表面c-s-h凝膠較多,膠漿結(jié)構(gòu)致密,孔隙分布均勻;不同粉膠比復(fù)合膠漿中,各有機(jī)基團(tuán)之間或與無機(jī)化合物間沒有新鍵生成;石灰?guī)r礦粉、較高強(qiáng)度水泥以及合理的粉膠比有利于復(fù)合膠漿微觀結(jié)構(gòu)的改善。

天津市表土層固結(jié)變形過程中微觀結(jié)構(gòu)特征初探——以天津市華苑產(chǎn)業(yè)基地表土層為代表，分析其土的固結(jié)過程中微觀結(jié)構(gòu)的變化特征，并對微觀結(jié)構(gòu)量化參數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)。發(fā)現(xiàn)宏觀上孔隙比和壓縮系數(shù)隨壓力的增大而減小的規(guī)建與微觀上土結(jié)構(gòu)單元體的定向分維...

利用理學(xué)dmax-3c(cuka,ni濾光)、高倍熒光顯微鏡、環(huán)境掃描電鏡(esem)、gds高級固結(jié)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(cdsts)等對鄱陽湖閘基湖沖積相軟弱土層的天然工況和固結(jié)工況進(jìn)行了顯微結(jié)構(gòu)分析,并對其固結(jié)特性進(jìn)行試驗(yàn)研究。顯微結(jié)構(gòu)測試表明:天然工況下,樣品呈松散且各向異性特征,夾雜有機(jī)物；固結(jié)工況條件,軟土呈致密特征、排列均勻；固結(jié)程度越大,其微觀結(jié)構(gòu)越致密。對比不同壓力大小的沉降變形和孔壓變化,發(fā)現(xiàn)隨著壓力增大,沉降變形增大,到150kpa時固結(jié)沉降幅度最大,隨后固結(jié)沉降逐漸減少；主固結(jié)間時短(50s),速率大,孔隙水壓消散快；次固結(jié)沉降變形時效長,速率小,孔隙水壓基本不變。

鄂爾多斯等西部地區(qū)的含水地層,以富含孔隙水的白堊系砂巖層為主,且?guī)r石強(qiáng)度低,立井井筒多采用全深凍結(jié)法施工,凍結(jié)壁解凍后,凍結(jié)孔與凍結(jié)管外的環(huán)形空間極易成為導(dǎo)水通道,嚴(yán)重威脅著礦井安全。門克慶煤礦副立井采用全深凍結(jié)法施工,施工單位中煤五公司第三工程處與中國礦業(yè)大學(xué)合作,開展了凍結(jié)孔緩凝水泥漿液固管技術(shù)研究和應(yīng)用工作。該井筒凍結(jié)孔施工完畢,在下凍結(jié)管之前,采用緩凝水泥漿液置換凍結(jié)孔造孔泥漿,取得了圓滿成功,收到了預(yù)期效果。

為探討珍珠巖摻合料對水泥基材料性能影響的機(jī)理,用壓汞法測試摻加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～40%珍珠巖摻合料水泥石的微孔結(jié)構(gòu)參數(shù),分析珍珠巖摻合料對3,28,60d齡期水泥石孔結(jié)構(gòu)參數(shù):孔隙率、中值孔徑、孔比表面積和孔級配的影響。結(jié)果表明:隨著養(yǎng)護(hù)齡期延長和二次水化反應(yīng)的進(jìn)行,珍珠巖摻合料對水泥石起到了降低孔隙率、減小孔徑和孔表面積的作用,可改善和優(yōu)化后期水泥石的孔結(jié)構(gòu),使這些微孔從早期的少害孔(孔徑20～50nm)細(xì)化為后期的無害孔(孔徑<20nm),甚至消失,有助于提高水泥基材料的力學(xué)強(qiáng)度和耐久性。

為了研究外加劑對混凝土中鋼筋腐蝕的影響,模擬了混凝土孔隙液及制備了硬化水泥漿體,研究了添加不同含量的萘系減水劑對鋼筋腐蝕的影響。結(jié)果表明:在模擬混凝土孔隙液中加入萘系減水劑對鋼筋腐蝕有輕微的促進(jìn)作用,當(dāng)減水劑含量達(dá)到一定值時腐蝕增大的趨勢就會消失;在硬化水泥漿體中加入萘系減水劑可以減緩鋼筋的腐蝕,添加0.5%萘系減水劑阻銹效果最明顯,且隨著時間的延長,萘系減水劑對硬化水泥漿體中鋼筋的阻銹效果增加;加入減水劑增強(qiáng)了硬化水泥漿體的密實(shí)性,從而減緩了鋼筋的腐蝕。