国家自然科学基金(51004075)
- 作品数：9 被引量：111H指数：6
- 相关作者：柴肇云康天合陈维毅郭卫卫张亚涛更多>>
- 相关机构：太原理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山西省青年科技研究基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学矿业工程化学工程环境科学与工程更多>>
- 泥岩耐崩解性与矿物组成相关性的试验研究被引量：61
- 2015年
- 岩石的耐崩解性是岩土工程实践中岩体和岩石材料的重要特征参数之一。基于4组不同成煤期煤系地层泥岩的耐崩解性对比试验,结合岩样的X射线衍射(XRD)和压汞试验(MIP)分析结果,研究了循环崩解作用下泥岩崩解物形态特征和耐崩解性指数的变化规律,并探讨了泥岩耐崩解性差异、差异产生机理及其与矿物组成的关系。研究结果表明:泥岩的耐崩解性与其矿物组成和孔裂隙结构特征密切相关;随崩解循环次数的增多,泥岩耐崩解性指数呈负指数关系递减;受矿物组成的影响,泥岩崩解机理可分为两类:矿物组成中含有蒙脱石的,崩解主要由岩体遇水时内部差异膨胀引起;矿物组成中不含蒙脱石的,崩解主要由岩体遇水时内部孔裂隙相界面受水的楔裂压力作用,孔裂隙扩容引起。
- 柴肇云张亚涛张学尧
- 关键词：泥岩矿物组成
- 泥质岩膨胀各向异性与循环胀缩特征被引量：9
- 2014年
- 采用自主开发研制的软岩膨胀试验装置,对新生代煤系地层中泥质岩进行膨胀试验研究,分析了泥质岩膨胀各向异性以及循环胀缩特性,并结合SEM试验结果,探讨了膨胀各向异性和循环胀缩特性的形成机制。结果表明:泥质岩膨胀性随岩样端面与层理面夹角的增大而减小,具有明显的各向异性;泥质岩所含黏土矿物颗粒排列的择优取向导致了泥质岩吸水膨胀的各向异性,可通过膨胀各向异性系数进行定量描述;随着干湿循环次数的增加,泥质岩绝对膨胀率增加,趋于某一稳定值;相对膨胀率和相对收缩率降低,亦趋于某一稳定值;泥质岩循环胀缩特性是干湿循环过程中矿物颗粒排列方式改变和微裂隙萌生扩展的能量耗散共同作用的结果。
- 柴肇云张鹏郭俊庆康天合
- 关键词：泥岩干湿循环胀缩性
- 有机硅材料改性泥岩物性变化规律研究被引量：6
- 2013年
- 以新生代煤系地层中的泥岩作为研究对象,对泥岩进行有机硅材料改性试验。采用静态水接触角法、液氮等温吸附、自由膨胀试验、扫描电镜能谱分析以及常规岩石力学强度试验等物理化学测试手段对比分析泥岩改性前后疏水性、孔裂隙、胀缩性、微结构及物理力学特征等物性变化规律,并分析有机硅改性泥岩的改性机制。结果表明:(1)有机硅材料可有效改变泥岩的表面结构与性质,岩样表面水滴润湿角由8.51°增至113.34°,由亲水性变为憎水性。(2)改性后孔裂隙形态变化不大,但总量明显减小,氮气吸附量由26.488 2 cm3/g减少至9.477 3 cm3/g,BET比表面积由13.029 8 m2/g减少至2.856 4 m2/g,孔隙最大孔径由150 nm左右减小至110 nm左右。(3)岩样自由膨胀率由3.54%减少至0.51%。(4)改性后岩样化学元素组成比例发生了较大变化,碳元素的大量增加和硫元素的出现表明改性材料已渗入岩样内部。(5)改性后岩样的强度显著增加,其中单轴抗压强度由9.3 MPa增至26.05MPa,抗拉强度由1.69 MPa增至3.22 MPa。
- 柴肇云郭卫卫康天合陈维毅
- 关键词：岩石力学有机硅材料泥岩
- 黏土类煤系泥岩电化学改性试验被引量：1
- 2017年
- 为阐明电化学作用下黏土类煤系泥岩体的物性变化规律,以新生代煤系泥岩的重塑样为研究对象,研究外加直流电场作用下黏土类煤系泥岩体的电流变化与电流降低率,不同区域的电阻率及单轴抗压强度变化,并研究了不同电极材料对这种变化的影响规律。结果表明:在外加直流电场作用下,重塑样的电流均呈现先陡降,然后缓降,最终趋于稳定的过程,但电极材料不同,其电流降低趋势和降低率存在明显差异;3种电极材料不同的重塑样的电阻率与单轴抗压强度均呈现从阴极到阳极递增的趋势,且电极材料为铜时,这一趋势最为明显,其次为铁电极,铝电极的影响最弱。
- 孙耀辉张亚涛
- 关键词：电极材料电化学改性电阻率单轴抗压强度
- 水化学环境变化对泥质岩胀缩性的影响被引量：13
- 2013年
- 通过膨胀试验研究不同水化学环境下泥质岩的胀缩性能,分析层理面方位、同种类不同浓度、同浓度不同价位阳离子以及不同化学路径对泥质岩胀缩性的影响规律。并结合扫描电镜能谱分析,探讨泥质岩胀缩性能发生变化的内在机制。结果表明:(1)泥质岩膨胀性随岩样端面与层理面夹角的增大而减小。(2)泥质岩膨胀性受溶液浓度和阳离子价的共同影响。同种类水溶液中,溶液浓度越高,膨胀性越差;同浓度同种类阴离子水溶液中,阳离子价位越高,膨胀性越差;不同种类浓度水溶液中,膨胀性与其所经历的化学路径有关。(3)当膨胀性低的水溶液置换膨胀性高的水溶液后,泥质岩将发生体积收缩。(4)泥质岩膨胀性与其所含交换阳离子中低价阳离子与高价阳离子的比值有关,比值越大,膨胀性越强。
- 柴肇云郭卫卫康天合陈维毅
- 关键词：岩石力学泥质岩胀缩性阳离子
- 泥岩孔裂隙分布特征及其对吸水性的影响被引量：15
- 2012年
- 基于泥岩样品的扫描电镜测试和液氮等温吸附试验,系统研究煤系泥岩的显微孔裂隙形态特征和分布规律,进而探讨孔裂隙分布特征对其吸水软化崩解性的影响规律。主要研究成果为:①泥岩孔裂隙类型有粒间孔、层间孔、粒缘收缩孔、气胀孔、溶蚀孔、矿物铸模孔及裂隙等;②孔裂隙的发育程度及相互间的连通性差,自然状态下,多以隐裂隙的形式存在,肉眼很难辨别;③孔裂隙以所含黏土矿物微集聚体间孔隙和构成泥岩骨架的大颗粒间孔隙为主,其中构成泥岩骨架的大颗粒间孔隙体积占泥岩总体积的20%以上;④泥岩吸水软化崩解是在宏观结构破坏或扰动的基础上,由微孔裂隙吸附效应引起的,受其物质组成不同的影响,自然吸水率和软化崩解机理存在明显差异。
- 柴肇云郭卫卫陈维毅康天合
- 关键词：泥岩孔隙结构
- 煤矸石原位利用技术研究
- 2013年
- 针对煤矸石占用土地和污染环境的现状,提出了煤矸石原位利用技术。阐述了该技术的总体思路和基本原理,并结合矿井工业试验,实现矸石井下原位消化。力学实验结果表明:煤矸石构筑巷帮,抗压强度可以达到C20以上(21.96 MPa),其抗压强度大于煤体强度(10～20 MPa),构筑巷帮可以代替永久煤柱。煤矸石原位利用技术做到矸石不上井,体现高产、高效、安全、环保、高回收率的科学采矿体系。
- 李立功李彦斌杨永康
- 关键词：煤矸石科学采矿生态环境
- 高岭石软岩吸水尺度效应试验研究被引量：3
- 2011年
- 通过对以高岭石含量为主软岩块体自然吸水率的对比试验,研究了不同尺度软岩块体泡水不同时间以及经历不同干湿循环次数后块体吸水率的变化规律,并就其吸水差异性进行了探讨。研究结果表明:随着泡水时间的增加,高岭石软岩吸水率呈负指数关系增加,在泡水初期增速较大,随后逐渐变缓,并趋于稳定;软岩吸水具有明显的尺度效应,饱和吸水率随块体尺度的增加而降低,并趋于一个稳定值;随着干湿循环次数的增多,岩样块体的饱和吸水率增大,增速逐渐变缓,并趋向于某一恒定值。
- 连清旺柴肇云
- 关键词：吸水性干湿循环
- 干湿循环条件下砂岩强度劣化试验研究被引量：11
- 2013年
- 通过砂岩的单轴压缩试验,研究不同干湿循环作用下砂岩强度劣化规律。试验结果表明,随着干湿循环次数的增加,砂岩峰值强度呈指数关系降低。即干湿循环作用下砂岩强度劣化是一个内部基质结构损伤累积、扩展直至破坏的渐进性过程,可通过劣化度定量描述。研究成果将为遭受干湿循环作用的工程体的短期和长期稳定性安全评价提供有益的依据。
- 张鹏柴肇云
- 关键词：干湿循环砂岩抗压强度破坏形式
