复合胶质泡沫钻井液

阐述了复胶质钻井液的性质与试验研究方法，以及泡沫剂和胶质液体对发泡和稳泡性能的影响，并介绍了其生产应用情况。     

泡沫压裂液添加剂对煤层甲烷扩散影响的分子模拟

利用分子模拟软件Materials Studio（MS）建立了一定温度、压力条件下,考虑含水煤层、泡沫压裂液起泡剂、稳泡剂相互作用的狭缝孔分子模拟模型。基于分子扩散理论计算并评价了分别在常见的4种起泡剂以及4种稳泡剂影响下的甲烷分子扩散能力大小。结果表明,与原始含水煤层相比,加入起泡剂十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠和甜菜碱后,甲烷自扩散系数分别降低了71.3%、74.7%、56.3%和54.0%。相比于仅加入起泡剂（十二烷基苯磺酸钠）的情况下,加入稳泡剂聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙二醇和羧甲基纤维素后,甲烷自扩散系数分别降低了63.2%、57.9%、55.3%和71.1%。据此可知,起泡剂是降低含水煤层中甲烷扩散能力的主要因素,而稳泡剂的使用会进一步降低甲烷扩散能力。在起泡剂和稳泡剂的共同影响下,甲烷自扩散系数降低超过了80%,这对煤层气产出极为不利。建议在保证泡沫压裂液泡沫性能前提下,通过优化起泡剂分子结构、减少用量以减小起泡剂和稳泡剂对甲烷扩散的影响,并尽量避免使用大分子稳泡剂。      

冰物理——一种最普通的物质仍在提出有趣的问题

水的固态——冰,是人们了解和研究得最多的固体,但它仍有许多有趣的物理问题没有得到最后答案。从几方面来看,冰是一种不寻常的固体。它的固态密度小于液态密度,这样的物质为数不多。当我们考虑氧原子(或将水分子看成一个整体)时,它是晶体;     

近年来缝隙式消泡器研究进展

介绍近年来缝隙式消泡器的研究进展,针对影响消泡器消泡能力的影响因素做出了大量的室内实验确定了垫片厚度0.6mm是最合理的,同时确定了消泡压力与泡沫量的关系并且利用了FLUENT软件中的VOF模型对泡沫在消泡器中流动时压力变化进行了数值模拟,模拟结果与实验结果是相符的,最后改善了该消泡器的设计使消泡率达到80%左右。     

实用氡发生器的制作

随着氡气测量应用领域的扩大，鼓气泡式液体氡源在实际应用时甚感不便，实用固体氡发生器制作简便，使用安全、可靠，是一项值得推广使用的实用新技术。     

强化空气扰动技术中表面活性剂的选择

为了提高空气扰动技术（air sparging,AS）的效果,做了一系列的实验,研究了表面活性剂强化空气扰动技术（surfactant-enhanced air sparging, SEAS）中表面活性剂的选择方法。结果表明：在气流运行方式以鼓泡为主要机制时,表面活性剂的加入强化了气泡的起泡性和稳泡性,使空气饱和度增加;在气流运行方式以微孔道为主要机制时,表面活性剂的加入因减小了表面张力而减小了空气驱替水所需的毛细压力,使空气饱和度增加。比较Tween-80、TritonX-100、SDS和SDBS在介质上的吸附损失,确定出在中砂中TritonX-100为优,在砾石中SDBS为优。     

泡沫液对岩屑的携带作用

泡沫液对岩屑的携带,主要是以粘附和吸咐作用来进行的.液体可在固体表面形成液滴.当达到平衡时,在气、液、固三相的交界面上,液体形成一个角度θ(图1).它是液体表面张力σ_(气-液)和液固界面张力σ_(液-固)间的夹角,称接触角.一般θ<90°的固体为亲液固体;θ>90°的固体为憎液固体.在理想(即:岩屑为球形且不受重力影响)的情况下,A、B为相同密度的两相,岩屑可处于A相,也可处于B相,还可处于A相和B相的接触面上.如果处于A相和B相的交界面上,岩屑固相S对A相的表面张力γ_(SA)和对B相的表面张力γ_(SB)的总自由能有所影响,此时,A-B界面消失.     

用α固体探测器预报地震的方法

α粒子固体探测器是一种新型的粒子探测器。它是利用醋酸纤维薄膜来记录α粒子径迹的。自从1959年被发现以来,其应用范围不断地扩大到许多方面。本文简略介绍这种探测器应用于地震预报的可能性。     

基于泡沫钻进中消泡装置的试验研究

泡沫钻进过程中,会产生很多泡沫,如不及时清除,会造成施工现场泡沫的大量堆积,影响正常的生产。因此,选择合适的消泡方法在泡沫钻进过程中是非常重要的环节。选用机械消泡法中的缝隙式消泡器,建立消泡装置室内试验台进行试验,取得了良好的效果,消泡率可达86%。     

压力对消泡器消泡能力的影响实验研究与数值模拟

泡沫钻进中,消泡有十分重要的环保和经济意义。但在实际生产中,现有的消泡器不能很好地达到消泡的要求,这就需要对消泡器做更进一步的深入研究。通过建立消泡器室内试验台,进行压力对消泡能力影响的试验,确定了压力与消泡率的关系,同时利用FLUENT软件中的VOF模型对泡沫在消泡器中流动时压力变化进行了数值模拟,模拟结果与实验结果是相符的。     

矿物聚合材料:研究现状与发展前景

矿物聚合材料是以铝硅酸盐矿物或工业固体废物为主要原料 ,以高岭石作配料 ,硅酸钠作结构模板剂 ,氢氧化钠作激活剂而制成的一类新型无机非金属材料。其形成过程为 :铝硅酸盐固体组分的溶解络合、分散迁移、浓缩聚合和脱水硬化。由铝硅酸盐凝胶相形成的基体相 ,其化学组成与沸石相近 ,微结构极可能与蛋白石类似 ,物理形态上呈三维网络结构 ,将未溶解的固体颗粒胶结为坚硬块体 ,是材料获得良好力学性能和化学稳定性的结构基础。矿物聚合材料的性能主要受配料组成和聚合反应的动力学过程所控制 ,其抗压强度随固化时间的延长而呈抛物线式发展。系统研究配料组成和固化条件对铝硅酸盐聚合反应的影响 ,建立表征矿物聚合材料组成结构性能的物理模型 ,是对其进行结构性能设计的理论基础 ,也是利用铝硅酸盐聚合反应实现工业固体废物资源化的技术关键。     

全风化花岗岩地层中高固相离析浆液灌浆机理研究

全风化花岗岩地层稳定性差、遇水易发生崩解,工程上使用常规材料防渗加固注浆时效果较差。针对这一情况,依托湖南省郴州市莽山水库防渗加固灌浆项目,通过自主设计的全风化花岗岩地层注浆室内模拟试验装置,进行模拟注浆试验,实现了浆液在整个注浆过程中的扩散情况模拟,对不同注浆压力、不同位置点所取试样开展单轴抗压、抗剪强度及渗透率测试试验,对不同注浆压力下完整结石体取样观察,研究以全风化花岗岩颗粒为配方主体材料的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层的防渗加固效果及浆液扩散模式。结果表明:该浆液在全风化花岗岩地层扩散过程中经历了渗透扩散、挤密压缩、劈裂扩展三个阶段,是一种复合注浆形式;以全风化花岗岩颗粒为主体的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层注浆中效果显著,随着注浆压力提升,单轴抗压强度显著提升为原土体的3.25～13.67倍,抗剪强度在不同法向压力情况下提升为原土体的1.63～2.69倍,渗透系数从10?4 cm/s下降至10?5 cm/s甚至10?6 cm/s。     

岩石颗粒破碎的尺寸效应

固体颗粒破碎强度的尺寸效应是一种普遍存在的现象,冰块、岩石颗粒、陶瓷和混凝土块等的破碎强度都表现出随颗粒直径增加而减小的现象,分形模型为解释固体颗粒破碎强度的尺寸效应提供了可行的方法。本文采用Steacy和Sammis分形模型模拟了岩石颗粒压碎特征,分析岩石颗粒破碎后的颗粒分布规律,给出颗粒破碎分维的确定方法,建立颗粒压碎强度与粒径的理论关系,颗粒破碎强度与颗粒粒径的关系用分维D表示为fdD-3。已有的颗粒破碎分布的数据表明,岩石颗粒破碎的分维大约为2.50～2.60,颗粒破碎强度符合用分维表示的尺寸效应。     

水泥垃圾土强度特性试验研究

以生活垃圾为地基的工程事例越来越多,但垃圾土的处理方法还没有形成系统的经验和成熟的设计计算理论。经过统计分析,按一定配比制备了人工垃圾土,分别进行了未降解、降解旺盛期、降解稳定期在水泥掺入量为25 %、35 %、45 % 3种条件下不同养护龄期水泥垃圾土的无侧限抗压试验,得到了硬化的应力-应变关系曲线和水泥垃圾土强度随养护龄期、水泥掺入量、降解阶段变化的规律。试验结果表明,垃圾土中的有机质既对水泥垃圾土有加筋作用,也有减弱水泥垃圾土强度形成的作用;未降解、降解旺盛期、降解稳定期水泥垃圾土的强度变化特性不同,水泥只对降解稳定的垃圾土有较好的处理效果。同时建议水泥的掺入量应大于35 %。     

超细尾砂胶结充填体强度计算模型及应用

超细尾砂已成为充填材料的主要来源。为了便于充填料浆配合比设计与强度预测,基于超细料浆微观结构,提出用固体填充率表征充填料浆结构密实程度。选用某矿山超细尾砂进行了63组配合比强度试验。研究结果表明：固体填充率和水灰比与充填体无侧限强度分别呈指数函数和负幂函数关系。采用Pearson理论对试验样本进行相关性分析,结果表明：固体填充率与水灰比相互独立。在此基础上,建立了超细尾砂胶结充填体双变量强度计算模型,模型计算值与试验值的误差在7%以内。进行了超细尾砂胶结体强度随养护时间增长的试验,基于试验数据拟合规律,提出了强度龄期数学模型,建立了三变量强度计算公式。模型能准确预测矿山充填体强度,且能有效指导矿山充填料浆设计。     

中高龄期模型固体废弃物三轴试验与强度特性分析

为揭示中、高龄期城市固体废弃物（MSW）的力学特性,通过向石英砂、高岭土混合物中加入不同质量比的草炭人工配制模型固废试样,开展了三轴固结排水剪切和固结不排水剪切试验研究。试验结果表明,中高龄期模型固废均表现出持续硬化的应力应变特性,固结排水试验中中龄期模型固废的体变略大于高龄期,固结不排水试验中高龄期模型固废的孔压略高于中龄期。采用15%轴向应变对应的剪应力描述其抗剪强度,并根据Skempton有效应力原理,通过对比固结排水试验和固结不排水试验结果,得出了固废的孔隙水压力折减系数和抗剪强度参数,孔隙水压力折减系数随龄期增加而增大,高龄期模型固废得到的黏聚力低于中龄期,高龄期固废得到的内摩擦角则高于中龄期。     

低温非静水应力作用下固体岩石颗粒间流体的性状及传质作用

低温下非静水应力作用固体颗粒间流体因其参与流体—矿物反应和流体传质而在地壳岩石变形和同构造地球化学过程中起着重要作用。粒间流体的性状、粒间流体—矿物反应和粒间流体传质都与固体颗粒所受应力密切相关。流体膜是非静水应力作用下固体颗粒间流体存在的主要形式,流体膜的厚度和成分决定着究竟是流体膜中水化力、双电层排斥力,还是因双电层而引起的流体渗透压在流体膜传递应力的机制中起主导作用。应力通过改变固—液界面上固体物质的自由能而影响固—液界面反应和流体的传质,并对这一应力感生过程的热力学和动力学方程进行了推演。     

A three‐phase soil model for simulating stress wave propagation due to blast loading

A three‐phase soil model is proposed to simulate stress wave propagation in soil mass to blast loading. The soil is modelled as a three‐phase mass that includes the solid particles, water and air. It is considered as a structure that the solid particles form a skeleton and their voids are filled with water and air. The equation of state (EOS) of the soil is derived. The elastic–plastic theory is adopted to model the constitutive relation of the soil skeleton. The damage of the soil skeleton is also modelled. The Drucker–Prager strength model including the strain rate effect is used to describe the strength of the soil skeleton. The model is implemented into a hydrocode Autodyn. The recorded results obtained by explosion tests in soil are used to validate the proposed model. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

SH材料加固夯筑遗址土耐久性试验及机理研究

以添加SH材料加固的明长城古浪段夯筑遗址土为研究对象,对其重塑样进行紫外老化试验、冻融循环试验及耐盐、耐碱试验,研究其力学强度特征及耐久性能,并采用扫描电镜（SEM）、EDS能谱分析以及粒度分析研究SH材料加固夯筑遗址土的机理。试验结果表明,经紫外老化的SH固化后试样的无侧限抗压强度随老化时间增长呈先增后降,SH含量高的试样强度呈一直增长的趋势;随着冻融循环次数的增加,试样的无侧限抗压强度逐渐降低,质量损失率逐渐增加,其中SH固含量为0.8%的试样表现出极好的耐冻性能;相比素土,加固后的试样耐盐、耐碱性能明显有所提高。由机理分析得出,SH材料主要通过团聚、氢键、架桥和包裹等作用使土颗粒排列紧密、增强连接性,提高了遗址土的各种性能;SH材料加固夯筑遗址土具有良好的耐久性能。