物化型软岩论文_王东

导读:本文包含了物化型软岩论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:机理,矿物,黏土,电化学,水泥浆,包覆,表面。

物化型软岩论文文献综述

王东^[1]（2010）在《物化型软岩电化学改性机理研究》一文中研究指出物化型软岩是指含有大量黏土矿物,在工程扰动下易于发生失水-吸水产生胀缩性和工程特性持续降低的软弱岩体,它是矿业工程、岩土工程、水电工程、地下储库等领域经常涉及到的重大岩石力学问题之一。常用的软岩与软岩工程控制方法为锚喷与注浆加固、强力棚式支护、砌碹或封闭混凝土反拱等,这些方法均是从力的平衡角度来考虑,没有从改变软岩自身的物理、化学特性和力学特性的角度来考虑。为此,本文提出了采用电化学固结改性技术改变有代表性软岩的矿物成分和组织结构,实现软岩与软岩工程长期稳定性的研究方法,为软岩工程灾害的控制提供卓有成效理论依据和技术支持,对减少和防止软岩工程灾害的发生具有十分重要的科学意义和广泛的应用价值。针对物化型软岩的晶层结构和阳离子交换能力,本文分别选取蒙脱石含量为主的软岩(蒙脱石软岩)和伊利石含量为主的软岩(伊利石软岩)作为研究对象,根据物化型软岩电化学固结改性过程中的双电层理论,理论分析物化型软岩电化学固结改性过程中的电化学机理;分析蒙脱石软岩和电化学改性相关的矿物学性质,主要为带电性、电荷来源、电荷种类、双电层、pH值、零净电荷点、永久电荷密度、比表面积、孔容和孔径等;分析蒙脱石软岩在电化学改性过程中的矿物成分和晶层结构的变化规律;分析电化学作用对蒙脱石软岩颗粒物沉降与体积膨胀性的影响;分析电化学作用对伊利石软岩孔隙结构和力学特性的影响。以下为本文的主要研究成果:1、总结出黏土矿物和软岩在电化学固结改性过程中的电化学机理,即黏土矿物和软岩的电渗现象、电泳现象和电解现象等电化学现象。在电化学作用下,软岩的矿物成分会发生改变并生成新的矿物,电渗脱水固结使软岩的物理力学特性发生变化。2、使用X-射线衍射、X-射线荧光光谱、快速电位滴定、电泳和氮气物理吸附等方法对物化型软岩的阳离子类型、零净电荷点、永久电荷密度、ζ电位、等电点、比表面积、孔容-孔径分布等矿物学参数在电化学改性前后进行了系统分析研究。3、在不同CaCl2电解液浓度和不同电位梯度条件下,电化学作用能够改变软岩的矿物成分,软岩中蒙脱石的含量降低且生成新的矿物,新生矿物为方解石、叁水铝石、硬石膏和水铝英石。电化学作用后软岩阳极和中间区域的蒙脱石含量降低较小,阴极区域的蒙脱石含量降低较大。电化学作用后软岩中蒙脱石晶层结构的层间距和平均晶粒大小均发生了变化,软岩各区域层间距均呈指数规律递增。在不同CaCl2电解液浓度条件下,软岩阳极和中间区域蒙脱石的平均晶粒大小随电解液浓度的增加呈指数规律变化,阴极区域蒙脱石的平均晶粒大小随电解液浓度的增加呈高斯规律变化;在不同电位梯度条件下,软岩各区域蒙脱石的平均晶粒大小均随电位梯度的增加呈高斯规律变化。4、蒙脱石软岩颗粒物在蒸馏水中的沉降过程为缓慢润湿、加速沉降和体积稳定等3个阶段。电化学作用能够加速颗粒物的沉降速度,但不能改变岩样颗粒物沉降稳定后的体积膨胀特性。5、使用Matlab对CT单张图像进行数字图像处理,生成CT图像序列,使用可视化重构算法中的体绘制算法对其进行叁维重构,生成岩石的二值化叁维数字图像。根据岩石的二值化叁维数字图像就可以计算出岩石的孔隙率;对岩石的CT单张图像进行压缩,再进行数字图像处理和叁维重构,生成不同分辨率的岩石二值化叁维数字图像,可以确定基于CT图像序列岩石的孔隙率随孔隙孔径的变化规律。电化学作用能够提高泥岩自身的力学特性,伊利石软岩原岩样的平均抗拉强度为1.31MPa,浸入蒸馏水中平均抗拉强度为0.81MPa;电化学改性后,平均抗拉强度均提高,提高了16.79%～116.03%。在泥岩的阳极区域,电化学改性后泥岩的孔隙率小于改性前的孔隙率;在泥岩的阴极区域,电化学改性后泥岩的孔隙率大于改性前的孔隙率。(本文来源于《太原理工大学》期刊2010-06-01）

柴肇云^[2]（2008）在《物化型软岩包覆改性的基础理论及其应用》一文中研究指出物化型软岩是指含有大量黏土矿物,在工程扰动下易于发生失水-吸水产生胀缩性和工程特性持续降低的软弱岩体,它是矿业工程、岩土工程、水电工程、地下储库等领域经常涉及到的重大岩石力学问题之一。由于物化型软岩具有水化膨胀、强度降低和软化崩解等物理力学特性,对许多重大工程的稳定性产生了极大的影响,并造成巨大的经济损失。已有的软岩工程稳定性控制理论与方法均集中于被动支护与锚固,研究的重点放在对已破碎或软化崩解的软岩的加固上。实践证明,支护与锚固方法仅对应力型软岩和结构型软岩有明显的控制效果,而对物化型软岩的水化膨胀、碎胀扩容、强度降低收效甚微。由于地下水、应力及其它恶劣环境的作用,支护系统不能承受巨大膨胀与碎胀应力,而锚固系统又没有足够的着力点,导致支护和锚固系统在物化型软岩工程中往往失效。本文在对国内外相关理论与技术充分研究与分析的基础上,改变以往一味追求被动支护或锚固的方式,提出通过改性材料改变物化型软岩的物性,达到防止、减弱或减缓物化型软岩物理力学性能的易变性,达到提高工程软岩长期稳定的软岩工程稳定性控制理论及技术,并围绕这个主题进行了深入的研究,所进行的工作及取得的创新成果主要有:1、通过X-射线衍射、X-射线荧光光谱分析、扫描电镜等先进的技术手段,对取自8个典型软岩矿区的15种物化型软岩样品的矿物组成、化学成分、微结构形态等矿物学特征进行了系统研究,在此基础上选取以蒙脱石含量为主和以高岭石含量为主两类软岩作为研究对象,通过氮气等温吸附、红外光谱分析以及岩石的物理化学测试等手段对其表面凹凸形貌特性、孔裂隙分布特性等表面特性与表面润湿性、表面能、表面官能团、表面电性等表面性质进行了定性和定量研究,为软岩改性提供了矿物表面结构和表面物理化学基础。2、基于对物化型软岩的物质组成、矿物结构及其失水-吸水过程的物理力学机制的研究,提出了物化型软岩由硬质砂粒—黏土矿物迭层构成的四面体微结构单元的胀缩几何模型,建立了相应的胀缩几何方程,为定量进行软岩的胀缩性能研究提供了理论基础。3、采用自由基溶液共聚和溶胶-凝胶法合成了一种室温固化的新型改性材料,探讨了其在软岩表面的成膜机理,并对它的结构、疏水性、膜层牢固性、防水性等性能进行了研究。同时鉴于硅烷偶联剂的优异性能,选择其作为改性材料,对其防水性、强度特性进行了研究,为软岩包覆改性提供了材料基础。4、在合成新型改性材料性能研究的基础上,选择配比3作为改性材料,进行了改性前后软岩颗粒自由膨胀性、块度崩解性等对比试验研究。结果表明改性后软岩颗粒自由膨胀性和块体崩解性明显减弱。5、通过理论分析和不同配比浆液流动性、固化强度特征的对比试验,研究了硅烷偶联剂与水泥和萘系减水剂的化学结合原理、结合特性及其稳定性,并将研究成果应用于屯兰煤矿12206工作面瓦斯尾巷,成功解决了屯兰矿瓦斯尾巷支护的技术难题,取得了显着的技术经济效益与社会效益,为物化型软岩工程稳定性提供了新的控制理论和方法。(本文来源于《太原理工大学》期刊2008-04-01）

柴肇云,康天合,李义宝,王吉生^[3]（2008）在《物化型软岩包覆改性和改性机理》一文中研究指出基于对已有软岩和软岩工程的研究方法、存在问题和软岩的物质组成、晶层结构与胀缩机理等的系统研究,提出了可以通过表面包覆改性实现物化型软岩工程稳定的新思路,并对物化型软岩的表面结构和性质进行了系统研究,给出了化学结构为Y-R-SiX3的有机硅化合物与物化型软岩表面反应的化学方程,为软岩和软岩工程稳定性的深入研究提供理论依据。(本文来源于《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》期刊2008年01期）

柴肇云,康天合^[4]（2006）在《物化型软岩电化学改性可行性分析》一文中研究指出物化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领域所面临的最复杂的理论和工程问题之一。在对已有软岩和软岩工程的研究方法、存在问题和软岩的物质组成、晶层结构系统研究的基础上,重点讨论了物化型软岩的软化崩解机理,提出了可以通过电化学改性实现物化型软岩工程稳定的新思路,并从理论上论述了软岩矿物的电化学性质以及改性时所发生的一系列表面作用过程,实验室试验表明,经过电化学处理,实现软岩改性是可行的。(本文来源于《第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集》期刊2006-07-01）

柴肇云,康天合,李义宝^[5]（2006）在《物化型软岩微结构单元特征及其胀缩性研究》一文中研究指出在对物化型软岩的物质组成、矿物结构及其失水–吸水过程的物理力学机制研究的基础上,提出物化型软岩由硬质砂粒–黏土矿物迭层构成的四面体微结构单元的胀缩几何模型,建立相应的胀缩几何方程。所建立的胀缩方程为定量进行软岩胀缩性能的研究提供理论基础,但这个胀缩方程的具体应用还有待于对各类软岩的成分组成、各类黏土矿物的结构特征以及胀缩性能参数等进行进一步的定量研究。(本文来源于《岩石力学与工程学报》期刊2006年06期）

郑铜镖^[6]（2004）在《物化型软岩改性的基础研究》一文中研究指出物化型软岩主要是由于粘土类岩石在水或风化作用下，岩体质量持续恶化而形成的一类工程软岩。它与矿业工程、岩土工程、水利水电工程和地铁建造等重大工程建设息息相关，对地下坑道、隧洞、大坝和边坡工程等的稳定性起着控制作用，对工程所造成的破坏及其经济损失是难以估量的。物化性软岩的改性研究是解决这些重大工程问题的基础，具有重大的理论价值和实用价值。 本文详细论述了物化型软岩(高岭石、蒙脱石、伊利石)的成因、X射线衍射特征、晶体结构特征和表面性质、化学成分与作用以及水理特性等，论述了表面活性剂的概念与分类、表面活性剂的结构、性质以及结构与性质之间的关系、表面活性剂对表面润湿作用的影响机理、硅酸盐水泥浆材的主要成分及特性。在此基础上阐明了硅系表面活性剂对水泥的改性机理和改性水泥浆材对软岩的改性机理。 最后，本文就主要内容及相关结论和创新之处进行了总结，并对后续研究工作的重点提出了建议。(本文来源于《太原理工大学》期刊2004-05-01）

物化型软岩论文开题报告

（1）论文研究背景及目的

此处内容要求：

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例：

物化型软岩是指含有大量黏土矿物,在工程扰动下易于发生失水-吸水产生胀缩性和工程特性持续降低的软弱岩体,它是矿业工程、岩土工程、水电工程、地下储库等领域经常涉及到的重大岩石力学问题之一。由于物化型软岩具有水化膨胀、强度降低和软化崩解等物理力学特性,对许多重大工程的稳定性产生了极大的影响,并造成巨大的经济损失。已有的软岩工程稳定性控制理论与方法均集中于被动支护与锚固,研究的重点放在对已破碎或软化崩解的软岩的加固上。实践证明,支护与锚固方法仅对应力型软岩和结构型软岩有明显的控制效果,而对物化型软岩的水化膨胀、碎胀扩容、强度降低收效甚微。由于地下水、应力及其它恶劣环境的作用,支护系统不能承受巨大膨胀与碎胀应力,而锚固系统又没有足够的着力点,导致支护和锚固系统在物化型软岩工程中往往失效。本文在对国内外相关理论与技术充分研究与分析的基础上,改变以往一味追求被动支护或锚固的方式,提出通过改性材料改变物化型软岩的物性,达到防止、减弱或减缓物化型软岩物理力学性能的易变性,达到提高工程软岩长期稳定的软岩工程稳定性控制理论及技术,并围绕这个主题进行了深入的研究,所进行的工作及取得的创新成果主要有:1、通过X-射线衍射、X-射线荧光光谱分析、扫描电镜等先进的技术手段,对取自8个典型软岩矿区的15种物化型软岩样品的矿物组成、化学成分、微结构形态等矿物学特征进行了系统研究,在此基础上选取以蒙脱石含量为主和以高岭石含量为主两类软岩作为研究对象,通过氮气等温吸附、红外光谱分析以及岩石的物理化学测试等手段对其表面凹凸形貌特性、孔裂隙分布特性等表面特性与表面润湿性、表面能、表面官能团、表面电性等表面性质进行了定性和定量研究,为软岩改性提供了矿物表面结构和表面物理化学基础。2、基于对物化型软岩的物质组成、矿物结构及其失水-吸水过程的物理力学机制的研究,提出了物化型软岩由硬质砂粒—黏土矿物迭层构成的四面体微结构单元的胀缩几何模型,建立了相应的胀缩几何方程,为定量进行软岩的胀缩性能研究提供了理论基础。3、采用自由基溶液共聚和溶胶-凝胶法合成了一种室温固化的新型改性材料,探讨了其在软岩表面的成膜机理,并对它的结构、疏水性、膜层牢固性、防水性等性能进行了研究。同时鉴于硅烷偶联剂的优异性能,选择其作为改性材料,对其防水性、强度特性进行了研究,为软岩包覆改性提供了材料基础。4、在合成新型改性材料性能研究的基础上,选择配比3作为改性材料,进行了改性前后软岩颗粒自由膨胀性、块度崩解性等对比试验研究。结果表明改性后软岩颗粒自由膨胀性和块体崩解性明显减弱。5、通过理论分析和不同配比浆液流动性、固化强度特征的对比试验,研究了硅烷偶联剂与水泥和萘系减水剂的化学结合原理、结合特性及其稳定性,并将研究成果应用于屯兰煤矿12206工作面瓦斯尾巷,成功解决了屯兰矿瓦斯尾巷支护的技术难题,取得了显着的技术经济效益与社会效益,为物化型软岩工程稳定性提供了新的控制理论和方法。

（2）本文研究方法

调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

物化型软岩论文参考文献

[1].王东.物化型软岩电化学改性机理研究[D].太原理工大学.2010

[2].柴肇云.物化型软岩包覆改性的基础理论及其应用[D].太原理工大学.2008

[3].柴肇云,康天合,李义宝,王吉生.物化型软岩包覆改性和改性机理[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版).2008

[4].柴肇云,康天合.物化型软岩电化学改性可行性分析[C].第九届全国岩石力学与工程学术大会论文集.2006

[5].柴肇云,康天合,李义宝.物化型软岩微结构单元特征及其胀缩性研究[J].岩石力学与工程学报.2006

[6].郑铜镖.物化型软岩改性的基础研究[D].太原理工大学.2004

论文知识图

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