废弃泥浆底部真空−上部堆载预压模型试验研究     

詹良通  张斌  郭晓刚  江文豪 《岩土力学》2020,41(10):3245-3254

针对工程泥浆回填废弃矿坑处置的安全问题，开展底部真空和上部堆载预压处理废弃工程泥浆的模型试验，探讨该技术在废弃矿坑回填处置工程应用的可行性。试验结果表明，底部真空和上部堆载预压使得泥浆含水率显著降低及泥土的强度明显提高，处理一个月后，含水率从初始450%降低至95%～105%，体积减量达到73.4%；不排水强度由初始为0的状态提高至9.8～13.4 kPa。在初始的静置阶段，泥浆颗粒沉积存在重力分异现象，粗颗粒在底部沉积有助于缓解真空预压过程中淤堵问题。底部真空作用下，泥浆中孔隙水渗流方向并非完全一维向下，在径向存在水力梯度。处理后泥土压缩性与软土相近，渗透性优于软土。基于试验结果和大应变固结理论，考虑泥浆的自重固结以及压缩性与渗透性的非线性变化，利用有限差分法分析了单次回填厚度对泥浆层固结时间和减量效果的影响，提出了现场实施的工艺参数建议。  相似文献   

考虑温度影响的改进西原流变模型及一维固结解          下载免费PDF全文

陈航  刘干斌  郭华  周晔  吴章俨 《水文地质工程地质》2020,(1):53-61

随着我国热能源开发,热力管道工程大规模应用,由此带来的岩土体应力、变形、渗流和温度耦合作用问题已经成为岩土工程领域的研究热点。在长期荷载作用下,岩土体的变形和强度随时间而变化,尤其是软土,具有明显的流变特征。传统的各流变模型并未考虑升温方式和温度对其各参数的影响。为了能更好地反映流变固结特性,考虑软黏土的黏弹塑性,在西原模型基础上,引入温度膨胀系数,建立了热力耦合作用下的改进西原模型,给出了其应力-应变关系,并利用Laplace变换和逆变换求解了一维热固结方程,得到了其解析解。计算结果表明:固结压力一定时,温度升高加快土体固结;温度一定时,土体中孔压随固结压力增大而减小;改进西原模型的弹性模量越大,孔压消散速率越大,土体固结越快;土颗粒受温度影响而产生的热膨胀对于孔压消散的作用非常小;黏滞系数越小,孔压消散更快,土体固结越快;试验结果与考虑土体的黏弹塑性的热力耦合改进西原模型计算结果吻合,改进西原模型可以较好地描述土体的热力耦合特性。  相似文献   

老挝帕莱通铁矿床西矿段磁铁矿地球化学特征及其成矿意义     

孙策  彭惠娟  熊富浩  侯林 《矿床地质》2020,39(3):523-546

帕莱通铁矿床是老挝万象—呵叻中新生代盆地中最大规模的铁矿床,分为东、西2个矿段,西矿段为豆状、块状富磁铁矿矿体,东部则主要发育角砾状贫赤铁矿矿体。其中,西矿段主要产于新生代富铁质玄武岩中。文章对西矿段中豆状、块状磁铁矿进行了详细的野外地质调查和显微结构分析,发现块状磁铁矿具有细粒他形结构特征,豆状磁铁矿具有球粒同心圆状结构特征。对较为新鲜的磁铁矿进行电子探针(EPMA)以及激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)分析显示:帕莱通铁矿床磁铁矿TiO_2-Al_2O_3-MgO三角图落入岩浆岩区域;微量元素富集V、Ti、Cr、Co、Ni及Ga等元素,亏损Sr、Ba及Mg等不相容元素;w(Co)和w(Ni)较高,且较高的Ni/Co比值可以反映成因与深源物质;w(Ti)较高且Ni/Cr比值≤1,在Ti-Ni/Cr图中落入了热液型磁铁矿的范围;Ga-Sn图解表明磁铁矿属于斑岩型热液成因;(Ca+Al+Mn)-(Ti+V)或Ni/(Cr+Mn)-(Ti+V)成因判别图显示该矿床兼具Kiruna型和斑岩型矿床的特征;w(V)表明磁铁矿在较低氧化环境中形成;(Al+Mn)-(Ti+V)形成温度判别图表明磁铁矿形成温度处于300～500℃范围内。文章认为帕莱通铁矿床成矿物质主要源于岩浆演化作用形成的富铁流体,后期由于岩浆热液流体的交代作用,使得磁铁矿具有了热液成因的特征。岩浆型矿床类型在老挝及邻区分布较为广泛,研究帕莱通铁矿的成因,对于总结区域成矿规律,指导同类型矿床找矿预测具有重要意义。  相似文献   

张宣地区大白阳金矿床包裹体特征及矿床剥蚀保存     

徐渴鑫  申俊峰  李胜荣  黄绍峰  张士全  王业晗 《矿床地质》2020,39(6):1030-1048

华北克拉通破坏及其成矿事件已引起地学界的广泛关注，其中张宣地区是华北克拉通的重要金矿集中区之一，通过对张宣地区大白阳金矿成矿类型、成矿深度及剥蚀保存的探讨，为区内深部找矿提供了重要的参考依据。文章通过流体包裹体研究对大白阳金矿成矿温度及成矿深度进行计算，利用矿物压力计对矿区周边岩体侵位深度进行估算。流体包裹体研究结果显示大白阳金矿成矿温度160~220℃、盐度w（NaCl_eq）=9%~15%，密度0.78~0.97 g/cm³、压力46.3~104.6 MPa，成矿流体主要属于NaCl-H₂O体系，成矿过程中流体温度和盐度都呈现明显的降低趋势。采用黑云母压力计，针对大白阳金矿周边谷嘴子、杨家营以及前坝口花岗质岩体的侵位深度进行估算，并对大白阳金矿自形成以来的剥蚀保存情况进行了探讨，估算结果显示，谷嘴子岩体（236.0 Ma）成岩深度7.02 km、杨家营岩体（138.6 Ma）成岩深度2.66 km、前坝口岩体（140.2 Ma）成岩深度3.13 km。结合前人的裂变径迹结果，认为张宣地区自中生代以来剥蚀速率为0.022~0.029 km/Ma，剥蚀量为3 km。按照前述成矿压力46.3~104.6 MPa换算，大白阳金矿成矿深度6.93 km，剥蚀量小于矿床成矿深度，说明该矿深部仍具有良好的找矿前景。  相似文献   

地热连通井热交换隔离开采技术研究综述          下载免费PDF全文

侯岳  刘春生  刘聃 《探矿工程》2020,47(7):41-46

近些年，随着地热资源不断开发和利用，无论是单井开采还是定向井和直井结合开采，由于井筒和地层没有实现完全封隔，注水开采地热过程中，注入的地表水跟地下水将产生交换，导致地下水资源的污染以及大量尾水带来的环保隐患。尤其随着城市大量地热资源的开发，这一问题将显得尤为突出。本技术研究将通过地热连通井热交换隔离开采技术的设计与实施，分析地热连通井的热交换效率和井筒与地层的封隔技术手段，建立一套热交换隔离开采技术方法，实现地热井开采过程中取热不取水，为城市周边地热资源的开发提供基础数据和技术支撑。  相似文献   

变荷载下双层地基一维非线性固结近似解析解     

江留慧  李传勋  杨怡青  张锐 《岩土力学》2020,41(5):1583-1590

目前考虑土体非线性压缩及渗透特性的双层地基非线性固结解均假定土体固结系数保持不变，能反映固结系数变化的双层地基非线性固结解还很鲜见。引入经典的e- 和e- 非线性关系描述土体的非线性压缩、渗透特性，在假定双层地基上、下土层压缩指数与渗透指数比值 相等且不等于1的基础上，得到变荷载下考虑土体固结系数变化的双层地基一维非线性固结近似解。该解答在 1条件下可退化为已有的 1时双层地基一维非线性固结解。基于此解探讨了双层地基上、下土层参数的相对比值对非线性固结性状的影响。结果表明：单面排水条件下 越小，下层土与上层土的相对压缩性越低、相对渗透性越高，则双层地基非线性固结速率越快；减小 值，增加双层地基中压缩性小、渗透性高的土层的厚度，会加快地基的固结速率。  相似文献   

化学刺激法提高花岗岩类岩石裂隙渗透性的实验研究     

郭清海  何曈  庄亚芹  骆进  张灿海 《地学前缘》2020,27(1):159-169

增强型地热系统(EGS)用于通过人工形成地热储层的方法从深部低渗透性岩体中开采地热能;国际上常采用水力压裂辅以化学刺激的方法改造EGS 储层以提高其渗透率。本文以采自青海共和盆地的花岗闪长岩样品为对象,选用3种不同化学刺激剂(氢氧化钠、盐酸和土酸),在3组不同注入流速条件下开展了系统化学刺激实验。结果表明:注入盐酸和土酸后样品渗透率均有提高,且采用土酸时渗透率提高幅度明显大于盐酸;但注入氢氧化钠后,样品渗透率反而降低。在3类化学刺激剂中,土酸对长石类矿物的溶蚀能力最强,而氢氧化钠溶液对石英的溶蚀能力最强,但氢氧化钠溶液在溶解岩石样品裂隙表面矿物后极易形成非定形态二氧化硅或非定形态铝硅酸盐蚀变矿物并阻塞裂隙,反而对化学刺激效果造成负面影响。总体来看,土酸是青海共和盆地干热岩体的最佳化学刺激剂。在中等注入速度(3 mL·min^-1)条件下,土酸对岩石样品的溶蚀程度就可达到最高;在此基础上进一步降低流速,则可能使溶解组分更易从液相中沉淀而充填于样品裂隙,导致样品渗透率有所下降。  相似文献   

南黄海物理-生物地球化学过程的时空异质性及内在关联和机制   总被引：2，自引：0，他引：2  

韦钦胜  王保栋  傅明珠  孙俊川  姚庆祯  辛明  于志刚 《海洋学报(英文版)》2020,39(10):11-26

研究多重物理过程控制下陆架边缘海生物地球化学过程的时空异质性及其生态响应，对于深入认识海洋生态系统具有重要的意义。基于相关历史观测资料和卫星遥感海表温度，本文综合分析了南黄海物理-生物地球化学过程的时空变化和空间异质性特征，探讨了该海域内部典型地理单元之间的内在关联和机制。结果显示，冷季沿岸流南向输送和暖季锋面上升流垂向输运的季节性交替是影响石岛外海与海州湾外侧海域生物地球化学和初级生产的重要物理过程。夏季苏北沿岸水的东北向扩展可形成浒苔离岸/跨区域输送的动力驱动。暖季水体层化显著影响着南黄海中部冷水团海域的生物地球化学过程，春至秋季冷水团海域底层水体中的营养盐逐渐累积，形成了营养盐的重要贮库；层化季节黄海冷水团边界锋区上升流系统的存在使得南黄海叶绿素a和初级生产力高值区位置同海表低温涌升流区总体相一致。冷季南黄海西部南下的冷水与中部北向入侵的暖水共同导致了“S”型锋面的形成；暖季黄海冷水团边界锋区的上升流系统是连接层化海域和近岸区的纽带，可实现对冷水团内部营养盐的提取，从而将冷水团内部和边界区的生物地球化学过程形成有机连接，并在成山角-石岛外海、海州湾外侧、苏北浅滩东部形成三个典型的物理-生物地球化学相互作用区。本研究细化和整合了南黄海区域海洋学研究，揭示了该海域物理-生物地球化学过程的空间异质性特征和不同地理单元之间的关联性及机制，获得了对南黄海水文-生物地球化学-生态过程的综合、系统认知。  相似文献   

粉质土海底边界层动态演化过程波浪水槽实验     

文明征  贾永刚  王振豪  张少同  单红仙 《海洋学报(英文版)》2020,42(5):96-104

The objectives of this study are carried out a series of controlled large wave flume experiments using fine-grained sediment from the Huanghe River Delta, exploring the complete sequence of sediment behavior in the bottom boundary layer(BBL) during wave-induced liquefaction. The results show that:(1) The BBL in silty seabed is exposed to a progressive wave, goes through a number of different stages including compaction before liquefaction, sediment liquefaction, and compaction after liquefaction, which determines the range and thickness of BBL.(2) With the introduction of waves, first, the sediment surface has settled by an amount S(S=1–2 cm) in the course of wave loadings with an insufficient accumulation of pore water pressure. And a thin high concentration layer formed the near-bed bottom.(3) Once the liquefaction sets in, the liquefied sediment with an ‘orbital motion' and the sub-liquefied sediment form a two-layer-sediment region. The range of BBL extends downwards and stopped at a certain depth, subsequently, develops upwards with the compaction process. Meanwhile, resuspended sediments diffuse to the upper water column.(4) During the dynamics process of the BBL beneath progressive waves, the re-suspended sediment increment ranked as sediment liquefaction erosion before liquefaction compaction after liquefaction.  相似文献   

南黄海盆地崂山隆起中南部海域油气目标地球化学探测:海底油气渗漏与双环状地球化学异常     

李双林  董贺平  王建强  赵青芳 《海洋地质与第四纪地质》2020,40(2):135-147

通过对南黄海盆地崂山隆起中南部163站位油气地球化学样品采集、烃类气体和芳烃类指标的分析测试,以及地球化学异常提取,揭示了烃类地球化学指标的异常分布特征,分析了海底油气渗漏和表面地球化学异常的关系,建立了油气地球化学异常模式。吸附甲烷、吸附重烃气体、顶空甲烷、顶空重烃气体、芳烃及其衍生物总量(260 nm)和稠环芳烃总量(320 nm)的地球化学异常均围绕高石3构造呈环状分布,并且烃类气体指标异常较芳烃类指标异常更靠近这一圈闭构造的外侧。地球化学异常的平面分布和沿主要地震剖面的垂向分布特征显示烃类地球化学异常的形成可能与高石3构造及深部油气藏的分布和垂向渗漏有关,并据此建立了围绕高石3构造的双环状地球化学异常模式。内环主要芳烃类指标异常,可能由高石3构造上部残留油藏渗漏形成,外环主要为烃类气体异常,可能由高石3构造深部原生气藏渗漏形成。表面地球化学异常与高石3构造边缘断裂构造的关系显示,无论是内环异常,还是外环异常均与高石3构造边缘断裂构造在空间上密切相关,预示着这些断裂构造可能是深部油气垂向渗漏运移的主要路径,同时也意味着高石3构造是崂山隆起中—古生界海洋油气钻探的首选构造。  相似文献