盐岩的压缩试验研究与损伤模型模拟

基于C.S.Desai提出的扰动态概念,对围压0～25MPa范围内盐岩在三轴压缩下的应力-应变关系进行初步模拟分析。在此模拟过程中,材料的完整态采用ZWT模型进行描述,完全扰动态则采用Mohr-Coulomb摩擦力的表述形式。由此研究模型中相关系数与围压的关系。研究结果表明:此模型能够较好地应用于盐岩三轴压缩过程的模拟分析。盐岩的三轴损伤模型的计算结果与试验结果吻合较好。     

岩石类材料滑动裂纹模型

滑动裂纹模型被广泛应用于岩石类材料压剪断裂分析及损伤分析。针对较为典型的6种翼裂纹应力强度因子计算模型,综合考虑主裂面方位、翼裂方位、侧压及翼裂当量长度的影响,对各计算模型进行了系统的对比分析;针对翼裂纹沿主压应力方向的情形,进行有限元分析,并和理论模型计算结果进行比较。最后综合得到一些有益的结论和建议,可为选用滑动裂纹计算模型进行岩石类材料压剪断裂和损伤分析提供参考。     

甘肃北山预选区岩体力学与渗流特性研究

通过现场管理调查、地应力及高压压水试验及室内岩石力学试验，研究了甘肃北山预选区岩体力学和渗流特征。研究结果表明：甘肃北山岩体节理以陡倾角的剪节理为主，节理倾向分布可用正态函数进行有效地拟合，而开度分布可用负指数函数进行拟合。甘肃北山岩均具有高密度，低含水量，低吸水率和低孔隙率的特性，岩石致富，但浅部岩石均匀性较高；英云闪长岩岩性不均匀，而300m以下似斑状二长花岗岩的岩石均匀较好，其单轴抗压强度和弹性模量较高，该区最大水平主应力为17.52MPa，而最小水平应力为11.12MPa，属中等应力区；岩体的渗透系数为10^-7-10^-5cm/s，属低渗透性岩体。为此，编制了渗透张量计量和节理三维模拟程序，可较好地反映岩体的渗透性质和节理的三维分布。     

热活化过硫酸钠处理亚甲基蓝模拟染料废水研究

采用热活化过硫酸钠技术处理亚甲基蓝模拟染料废水,考察了反应温度、过硫酸钠用量、溶液pH以及溶液离子强度对亚甲基蓝模拟染料废水脱色效果的影响.研究结果表明:升高反应温度和增大过硫酸钠的质量浓度会提高亚甲基蓝的去除率,80℃,n(过硫酸钠)∶n(亚甲基蓝)=50∶1时,反应3 h,亚甲基蓝去除率可达90%以上;在pH=2~10时,溶液pH越低,亚甲基蓝的去除效率越高,碱性条件会明显地抑制亚甲基蓝的去除;溶液离子强度影响反应体系的反应速率,离子强度增大(0.11~0.25 mol/L)会降低过硫酸钠氧化亚甲基蓝的反应速率.     

盐岩蠕变特性温度效应的实验研究

对经历不同温度后的盐岩蠕变特性进行了实验研究,研究了应力水平和温度对盐岩蠕变特性的影响,通过实验获得的蠕变曲线和岩石参数,回归出了其稳态蠕变率本构方程。分析结果表明:偏应力和温度对盐岩稳态蠕变率影响较大;稳定蠕变应变率本构方程是作用在盐岩上的应力偏量的幂次函数和能量与温度的指数函数。并从盐岩蠕变模量随蠕变时间的变化规律入手,导出了以蠕变时间为自变量的损伤率演化方程和用损伤表示的蠕变模量演化方程。     

尾矿坝辐射井降水模型

尾矿坝浸润线过高是金属矿山企业面临的一大安全隐患,在尾矿坝建立辐射井是降低坝体浸润线的有效手段,渗流浸润线的确定与排渗量的计算是尾矿坝辐射井设计和布设需要解决的关键问题。分析了现场实测浸润线数据,发现尾矿坝辐射井作用下的降水曲线有如下特征：辐射管长度范围内浸润线形状为下凹的指数函数曲线;辐射管长度范围外浸润线形状为上凸的对数函数曲线。推导了尾矿坝辐射井的降水曲线模型和排渗量模型,对比模型计算数据和现场实测数据并进行误差分析,计算结果显示：该模型中浸润线、排渗量的计算值与现场实测数据较为接近,可用于辐射井浸润线位置和排渗量的预测。     

深部盐岩溶解速率试验研究

利用自制仪器对某超深地层(约2000m)盐岩、含泥盐岩进行了常温和高温溶解试验,发现密度与时间关系呈现指数衰减,并对其参数进行了拟合,得出常温下纯盐岩的溶解速率是含泥盐岩的1.26倍,高温86℃和高温50℃时的溶解速率分别是常温下的2.32和1.49倍。根据质量守恒原理,分别推导得出了常温和高温下溶解速率与密度的函数关系。通过实验数据得出,常温和高温下溶解速率与密度都可以近似成线性关系,并对各个参数进行了拟合,为深部盐岩溶腔建腔模拟提供了基本参数。     

上游式尾矿坝地震响应实例分析

1976年7月28日发生的唐山大地震对区域内的多个尾矿坝造成了不同程度的破坏。为研究地震作用下尾矿坝体的响应特征,以唐山地震前后某尾矿坝勘察成果为依据,分析了地震对尾矿粒度分布、抗剪强度及尾矿压缩特性的影响。研究结果表明:1地震后,尾矿坝上层(埋深≤12 m范围)细粒尾矿增加,下层(埋深12~25 m范围)细粒尾矿减少。2地震对尾矿坝的影响具有区域性。地震后靠近下游坝坡区域尾砂内摩擦角总体降低,上层尾矿变松散,下层尾矿变密实;靠近库内水边线区域,上层尾矿变密实,下层尾矿变松散。3地震作用下尾矿的压缩特性基本不受影响。研究成果可以为地震区上游式尾矿坝的抗震设计提供参考。     

新疆阿奇山地段岩体节理特征研究

我国高放废物处置库新疆预选区的阿奇山地段是有利候选地段之一。本次在阿奇山地段进行详细的地质节理调查,以地表露头及采石坑内的节理为主要对象,通过现场节理调查取得节理数据,共测得3680条节理数据。进行节理几何特征的概率分析,对岩体赋存的结构条件进行有效、准确的描述和定量分析,准确地确定岩体节理的分布。由结果可以看出阿奇山地段的岩体节理以陡倾角的剪节理为主,且节理倾向和倾角符合正态分布规律,节理间距用负指数分布规律很好表示,阿奇山地段各区域的节理间距属于宽间距,由此表明此地段岩体完整性较好。本次研究得到阿奇山地段岩体节理基本特征参数,为高放废物深地质处置库的选址、概念库设计以及进行核素迁移规律研究提供翔实的资料。     

岩石直剪峰后曲线与抗剪强度参数关系探讨

对多组泥岩、白云岩和灰岩试样进行直剪试验,利用不同法向应力下峰值剪切强度求得其抗剪强度参数(内摩擦角和黏聚力c)。通过对剪应力–剪切位移曲线的进一步分析,发现峰后曲线和抗剪强度参数有以下关系:(1)峰值剪应力与残余剪应力之间的剪应力跌落值近似等于黏聚力c;(2)残余剪应力和法向应力关系可近似用内摩擦角来描述。将2种方法求得的抗剪强度参数进行对比,结果表明:在法向应力满足一定条件时,利用峰后曲线求得的抗剪强度参数可作为岩石的抗剪强度参数的近似值。基于对以上现象的理论分析,提出一种利用峰后曲线计算岩石的抗剪强度参数的近似方法,并给出该近似计算方法的具体计算过程。该方法较直观地解释了岩石直接剪切试验峰后曲线的物理意义。