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针对红层软岩遇水软化问题,在已开展的粉砂质泥岩饱水软化试验结果的基础上,从建立软岩微观结构模型出发,定量化研究软岩软化的力学机制。首先将描述粉砂质颗粒特性的结构元件引入到M. Tuller、D. Or提出的黏土矿物微结构模型中,提出了软岩微观结构组合元件;然后结合软岩饱水软化试验中微观结构测试结果,考虑天然状态软岩微观结构的基本类型特征,建立了描述粒状结构与致密条块状结构软岩的两类典型微观结构单元;在此基础上,采用重整化群方法,分别建立了两类软岩软化的重整化模型,并基于重整化原理,分析了软岩软化过程微观结构演化的临界判据,搭建了软岩微观结构与其力学特性之间的定量关系。通过对比软岩饱水软化过程力学性质试验结果,验证了所建立模型的合理性,为进一步开展软岩软化全过程定量化研究奠定基础。 相似文献
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针对成都地区红层软岩溶蚀空洞现象,以成都半岛城邦项目场地的红层软岩为例,选取不同深度的岩样进行室内浸水试验、淋滤试验和溶蚀试验,观察岩样在不同类型环境水下的作用性状和溶蚀特征,分析经历不同作用的含膏红层软岩 可溶成分的流失程度及其对环境水的影响。结果表明,红层软岩中的石膏含量随着深度的增加而增加,含膏红层及其环境水的腐蚀性显著增强;遇水后,红层软岩中的可溶成分逐渐溶解、流失,随着时间的积累;红层软岩孔隙增大,渗透性增强,红层的完整性丧失,强度衰减;在酸性环境水的作用下红层软岩中的钙质胶结物流失加剧,结构连接破坏严重,对红层的结构强度影响较大。对浸泡、淋滤和溶蚀作用后的试样,重点测试了抗压强度、波速等参数。试验结果表明,红层软岩经硫 酸溶液腐蚀后岩样的结构被破坏,单轴抗压强度从8.5 MPa降低到2 MPa,降低了76%;波速明显减小,从2 204 m/s减小至1 355 m/s,减小了40%;红层试样的pH与电导率变化也比较显著,pH值从8.77减小至7.29;电导率从55 ?s/cm增加到1 100 ?s/cm。 相似文献
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软岩饱水试验与软化临界现象研究 总被引：7，自引：1，他引：6
针对华南地区广为分布的“红层”软岩遇水软化问题,选择粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等典型软岩为研究对象,在软岩饱水软化试验的基础上,采用“自组织临界性”理论深入分析了软化试验中的临界现象,结合软岩物理力学性质、微观结构以及水溶液离子浓度变化的试验结果,得出：在饱水3个月和6个月时,对应于所研究软岩软化的临界时间点,其物理、力学性质与水溶液离子浓度的变化在前3个月内变化幅度较大,3个月后较为平缓,并可能出现波动,6个月后开始趋于稳定;而其微观结构变化满足1～3个月变化较小,3～6个月自行调整而趋于有序,6个月之后结构类型完全改变。在此基础上,分析了软岩系统自组织临界现象中最显著的两个特征：自组织性和临界特性,并从系统演化的角度探讨了饱水软岩系统中一种具有一定稳定性的非平衡自组织有序结构的产生过程,给出了水作用下软岩工程特性变异达到稳定的临界时刻。 相似文献
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榆神矿区首采煤层及上覆岩层工程地质特征 总被引：1，自引：1，他引：0
榆神矿区是陕北大型煤炭基地的重要组成部分,区内煤炭资源丰富。近年来,该矿区煤炭开发与生态环境、地质环境的矛盾日益突出。通过分析榆神矿区首采煤层分布、厚度、埋深及其上覆岩层的厚度和顶面形态,根据岩石成因、工程地质特征及物理力学性质,将该区岩(土)体划分为4个类型和7个岩组: 松散岩类(沙层组、土层组)、软岩类(风化岩组、煤岩组、烧变岩组)、较软岩类(粉砂岩与泥岩互层岩组)和较坚硬岩类(砂岩组),总结了各岩组的分布、厚度和物理力学特征。结果表明: 矿区煤层顶板多为中等—难冒落型顶板,局部地段属易冒落型顶板; 粉砂岩及细粒砂岩底板属稳定型底板,泥岩底板稳定性差。为指导矿区规划、环境评估及煤炭开发提供依据,对切实转变陕西煤炭发展方式、促进生态环境友好型矿山的发展具有积极意义。 相似文献
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以甘肃省引洮供水二期工程中的极软岩隧洞施工过程为例,对隧洞掘进方式进行探讨,对爆破开挖(钻爆法)和机械开挖对两种开挖方式在工程中的应用情况及优缺点进行对比分析,结果显示:引洮供水二期工程中隧洞围岩类别多为Ⅳ、Ⅴ类,Ⅳ、Ⅴ类围岩以软岩～极软岩为主,机械开挖应用较为广泛。为以后在极软围岩隧洞掘进施工提供参考。 相似文献
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贵州务川－正安－道真地区铝土矿,目前共发现2个超大型矿床、9个大型矿床、14个中型矿床,估算各级资源储量7×108余t,是贵州乃至全国重要铝土矿产出地。本区含矿岩系与上覆中二叠统梁山组之间有明显的沉积间断;区内含矿岩系岩石类型主要由粘土岩类、铝质岩类和铁质岩类组合而成;矿体赋存在上石炭统大竹园组的中上部,与铝土岩和粘土岩共生,矿体产状与岩层产状一致,矿体形态以层状、似层状为主;矿石自然类型有灰白、浅灰色碎屑状至土状铝土矿,灰、深灰色致密状铝土矿和灰色豆鲕状铝土矿3种;矿石结构有碎屑结构、豆鲕结构、泥晶结构、粉晶结构和碎屑—豆粒复合结构等5种类型,矿石构造有块状和半土状两种构造。通过含矿岩系含矿岩系时代特征、岩石类型、剖面类型、厚度变化及底板灰岩变化、矿体产出形态、矿石的结构、构造等特征阐述,总结了贵州务川-正安-道真地区铝土矿的产出特征。 相似文献
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深部煤系软岩遇水崩解的宏观特征及微观机理研究 总被引：1，自引：0，他引：1
随着煤层开采层位的加深,对煤系软岩水稳性的研究越来越重要。巨野3号煤顶底板岩层以泥质岩为主,赋存深度900～1200 m,为典型的深部煤系软岩。通过水理性试验、X射线衍射试验及电镜扫描试验,对巨野煤田深部煤系软岩遇水崩解的宏观特征及微观机理进行分析研究。研究发现软岩水稳性较差,浸水后在30 min内开始崩解;岩样粘土矿物以高岭石及蒙伊混层为主,结构上表现为明显的疏松性及定向排列性。通过分析认为深部煤系软岩崩解是粘土矿物内外膨胀联合作用的结果,其中软岩结构特征是导致该类岩石遇水崩解的主要因素。 相似文献
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内蒙古东五分子地区韧性剪切变质作用的特征 总被引：6，自引：0，他引：6
东五分子地区花岗-绿岩地体经受了三种类型变质作用的改造。韧性剪切带不仅控制了区域变质岩组合的分布,而且也导致其变质作用的强度出现了逆转序列。根据岩石的结构、碎斑含量及矿物成分,韧性剪切变质岩划分为三类,其共同特点是具有碎斑结构。其变形结构分为单矿物型及组合型。同一块韧性剪切变质岩由处在单变平衡的一组矿物组成。根据岩石变形及重结晶的特点,结合其产状,确定出两种不同类型韧性剪切变质带。共生矿物对的研究证明它们形成于地壳不同深度及温度、压力条件。本区的金矿化、运移、沉淀与韧性剪切变质带紧密相关。 相似文献
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中国煤矿膨胀型软岩工程地球化学研究 总被引：2，自引：0，他引：2
膨胀型软岩由于其性质的复杂和工程的严重危害性而成为当前岩石力学和工程地质学领域中最复杂的理论和工程问题之一。膨胀型软岩系指那些能与水发生物理化学反应使含水量或体积发生变化的软岩。由于不同煤矿工程的膨胀型软告形成的地质时代不同，成岩胶结程度不同，成因类型和发育规律的差异，而导致其力学化学行为也有明显差异。因此所选择的支护方式也不一样。软岩工程地球化学行为的研究，既要注意环境应力对岩石性质的影响，更要重视岩石在环境应力作用下所发生的一系列物物理化学变化对岩石自身性质影响的研究。 相似文献
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三峡库区大型的赵树岭滑坡区滑坡灾害极为发育。三峡工程蓄水后,水位上升导致原先许多非饱水的松散岩土体处于饱水状态,严重破坏了其稳定性。文章针对该滑坡区内广泛分布的松散岩土的基本类型和特点,设计了4种不同的浸泡环境,进行水-松散岩土相互作用的室内控制试验,通过监测阴离子浸出特征来揭示其化学变化规律。试验结果表明:在不同的pH值、不同的搅拌速度、不同的流速、以及同时改变pH值和搅拌速度的试验环境中,水岩化学作用所浸出的阴离子特征各异。研究结果可以为松散岩土-水化学作用机理研究提供资料,也对赵树岭滑坡体的工程治理具有重要指导意义。 相似文献
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Patrick Schmidt Aneta Slodczyk Vanessa Léa Anne Davidson Simon Puaud Philippe Sciau 《Physics and Chemistry of Minerals》2013,40(4):331-340
The thermal behaviour of silica rocks upon heat treatment is dependent on the constituent minerals and petrographic texture types. These constituents can be shown to be mainly quartz in the form of two types of chalcedony (Length-fast (LF) chalcedony and Length-slow (LS) chalcedony, the latter also being termed quartzine) and moganite. Even though the thermal behaviour of LF-chalcedony is well understood, major uncertainties persist concerning the high-temperature behaviour of LS-chalcedony and moganite. We present here a comparative study of these three constituents of common silica rocks. Our results show that the chemical reaction is the same in all three, Si–OH + HO–Si → Si–O–Si + H2O, but that the reaction kinetics and activation temperatures are very different. LS-chalcedony begins to react from 200 °C upwards, that is at temperatures 50 °C below the ones observed in LF-chalcedony, and shows the fastest reaction kinetics of this ‘water’ loss. Chemically bound water (SiOH) in moganite is more stable at high temperatures and no specific activation temperature is necessary for triggering the temperature-induced ‘water’ loss. Moganite is also found to act as a stabilizer in silica rocks preventing them from temperature-induced fracturing. These findings have implications for the study of potential heat treatment temperatures of silica rocks (in industry and heritage studies), but they also shed light on the different structures of SiO2 minerals and the role of OH impurities therein. 相似文献
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为了研究敦煌莫高窟典型围岩吸水特性及其关键影响因素,本文利用自主研发的岩石水理作用智能测试系统,对从敦煌莫高窟采集的3种不同岩性的岩石样品进行了无水压条件下的液态水吸附实验。依据吸水实验获得的3种围岩样品吸水随时间动态变化曲线,分析比较了不同种类岩石样品的吸水特性,建立了其吸水过程函数。同时,通过X射线衍射实验、电子显微镜扫描实验和压汞实验,分别获得了岩石样品的矿物成分及含量,微观孔隙结构特征和孔隙率等重要物理性质参数,综合分析讨论了黏土矿物及微观孔隙结构这两大重要因素对莫高窟3种典型岩石样品吸水特性的影响。研究结果表明,莫高窟3种围岩样品吸水动态变化的总体趋势有相似性,均表现为减速吸水过程,并可以用负指数函数进行拟合。3种岩样吸水能力差异显著,按大小排序依次为:黑砂岩>泥岩>粉砂岩。对于此次研究的3种不同岩性的莫高窟围岩样品而言,黏土矿物（主要是伊利石）的含量不是制约其吸水性的主要因素,决定其吸水量大小、吸水速率快慢的主要因素是岩石样品的微观孔隙结构特征尤其是孔隙率的大小。 相似文献
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块状硫化物矿床(黄铁矿型矿床、黑矿型矿床)与玄武岩-流纹岩建造的相互关系是由矿石与围岩形成的近似性所决定的,更确切地说,是矿石有规律地产在火山岩一定的岩相中。近年来,火山岩系的岩相分析已成为火山岩地区区域地质调查、块状硫化物矿床普查勘探工作中最重要的方法之一。这是因为,一方面岩相分析和古火山恢复方法,可以对火山体、火山岩系的喷发沉积旋回,以及火山岩的层序进行详细的研究,从而较为客观地总结出 相似文献
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武汉市可溶岩大多隐伏于第四系土层及白垩—古近系红层下部,可溶岩分布地区地质结构与岩溶地面塌陷关系密切,已发生的岩溶地面塌陷中上黏下砂地质结构占绝大部分。以白沙洲岩溶条带长江两岸为研究区,根据盖层黏性土、砂性土、软弱土、非可溶岩（红层）的上下叠置关系及地面塌陷特征,将可溶岩分布区地质结构划分为3类、5型;岩溶塌陷的实质是土体塌陷,在岩溶区地质结构研究的基础上,根据土体物理力学特征差异,受力后塌陷过程中土颗粒的运移方式,即黏土块体塌落、砂颗粒漏失、软弱土流失,系统将研究区岩溶塌陷机理分为土洞型、沙漏型、泥流型3类,同时也存在多种类型复合型岩溶塌陷。 相似文献