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关键词： 纹层状细晶灰质白云岩   动态溶蚀   力学性能   孔隙率  

摘要： 本文以纹层状细晶灰质白云岩为研究对象,通过动态溶蚀试验、单轴压缩试验与微观结构分析,系统研究了弱酸性岩溶水环境下纹层状细晶灰质白云岩的劣化机制。结果表明,纹层状细晶灰质白云岩的宏观力学性能呈阶段性衰减,其抗压强度与弹性模量随溶蚀周期呈对数型下降,累计劣化度分别达42.12%和35.15%;且微观结构经历“发育→连通→成主通道”三阶段演化,孔隙率从0.062%增至5.433%,最大孔径从0.259μm扩展至4.952μm,形成“大孔主导、小孔并存”的多尺度结构。进一步分析发现,力学参数与孔隙率呈高度线性负相关,且抗压强度对孔隙率变化的响应幅度约为弹性模量的15.5倍,进一步证实微通道的形成及连通是宏观性能劣化的根本原因。为酸性环境下岩体长期稳定性评估提供了实验与理论依据。

关键词： 岩石力学   初始损伤   砂岩   损伤劣化机制   离散元模拟   Hoek-Brown准则改进  

摘要： 深部开挖会在围岩中诱发不同程度的初始损伤,进而影响其承载能力与变形特性,但传统强度准则难以定量反映该类损伤效应。本研究旨在揭示初始损伤对砂岩力学性能的劣化机制,并构建可用于工程预测的改进强度准则。本文首先通过单轴增量循环加卸载试验制备不同损伤等级试样,并结合三轴压缩试验获取峰值强度、变形模量及抗剪强度参数的演化规律;同时基于PFC2D模拟裂纹萌生–扩展–贯通过程,从细观尺度阐明损伤导致强度弱化的内在机制;进一步根据损伤对Hoek-Brown参数m、s的分阶段影响,建立“损伤–参数”定量关系,并将其嵌入广义Hoek-Brown准则中形成可描述初始损伤效应的改进强度预测方法。研究表明,初始损伤使砂岩峰值强度与刚度呈指数衰减,而泊松比随之升高,且损伤效应具有明显的围压依赖性;裂纹网络的重构与弱化是造成宏观劣化的根本原因,高围压可通过抑制张性裂纹并促进摩擦滑移显著延缓破坏;改进的Hoek-Brown准则能够准确反映不同损伤水平下的强度折减特征。工程应用验证显示,该方法在围岩变形预测中的精度优于传统准则。本研究为开挖诱导损伤岩体的强度折减分析提供了新的定量化途径,对深部地下工程的稳定性评价与支护优化具有重要参考价值。

关键词： 岩石力学   液氧破岩   数字图像相关法   破坏特征   断裂过程区   裂纹扩展  

摘要： 为研究液氧相变膨胀致裂过程中储液长度对岩体破坏特征与断裂过程区演化的影响,设计了四种规格的储氧药包,以青砂岩立方体试样为对象,通过超高速摄影结合数字图像相关技术(DIC)获取破裂全过程的位移应变场,并分析裂纹演化、断裂模式、应变时程、分形维数与能量耗散规律。研究表明:在中低储液长度(5~7 cm)下,试件以轴向贯通裂纹为主,裂纹演化由“多裂纹连接”向“单一连续贯通”过渡,应变时程曲线表现为典型的“快速增长–峰值稳定–非线性衰减”三阶段特征;随储液长度增加裂纹萌生时间随储液长度增加呈线性缩短,分形维数从1.700递增至1.749,破碎块度由大碎块向均匀中型碎块过渡。当储液长度超过7 cm时,相变能量过剩引发多裂纹竞争扩展机制,形成轴向主裂与偏心裂纹的复合网络,分形维数跃升至1.801,破碎呈非均匀分布。进一步分析表明,储液长度影响试件位移场分布与断裂过程区(FPZ)演化规律:低储液条件下,碎块绕底部接触点外旋抛掷;随着储液总量增多,碎块对称水平抛掷趋势增强;当储液长度进一步增加,偏心裂纹的竞争性扩展抑制轴向主裂纹发育,导致中间碎块受夹制效应仅产生微小位移,断裂过程区长度由降转升,能量耗散模式改变。

关键词： 雷口坡组   白云岩   核磁共振   CT扫描   物性分类  

摘要： 川西海相地层雷口坡组潮坪相白云岩气藏具有埋藏深、高含硫的特点,储层孔、洞、缝均不同程度发育,非均质性强,效益开发对单井产量要求较高。常规方法确定的储层分类和下限标准在部分井的应用中存在测井解释结论与测试成果相矛盾的问题。为此,本文设计了岩心酸化前后核磁-CT扫描联合实验,通过测定酸化前后岩心核磁T2谱和CT扫描成像图,结合数字岩心技术提取物性和孔隙结构参数,对比分析雷口坡组白云岩储层酸化作用引起的物性变化对孔隙结构改善的影响情况,探索效益开发的物性下限。研究结果表明:(1)岩心T2核磁孔隙度、渗透率、可动流体谱峰值与孔喉参数存在正相关关系;酸化后岩心的孔隙结构与连通性均有不同程度的改善;(2)当4%≤φ<8%时,岩心的孔隙结构参数和连通程度改善显著;当φ≥8%或φ<4%时,改善效果相对有限。通过实验分析与典型井案例解剖,确定了雷口坡组潮坪相白云岩储层评价的物性分类标准,为气藏开发提供了重要支撑。

关键词： 微生物资源   暗物质   微生物暗物质   基因资源  

摘要： 微生物“暗物质”涵盖微生物的未被培养类群及未知生物学特征,被微生物学者广泛认可。随着微生物研究模式的发展,研究人员相继提出了一系列微生物“暗物质”概念,并且大量关于微生物“暗物质”的研究进展已被报道,但这些概念内涵复杂且相互交叉,其内在联系和区别尚未得到清晰梳理。本综述系统梳理了目前各类微生物“暗物质”的概念框架,并且分析了微生物“暗物质”的研究方法及趋势。这将有助于微生物资源领域研究者更清晰地认识微生物“暗物质”的内涵与研究现状,推动微生物“暗物质”资源挖掘工作向更深层次发展。

关键词： 白云岩   分段调控pH   CO   碳化   轻质碳酸钙  

摘要： 白云岩作为丰富的钙镁碳酸盐资源,主要以破碎、磨细等初加工工艺生产建筑石料、白云岩粉产品,工业化产品应用附加值较低,为实现白云岩资源的高值化利用,以白云岩为原料、盐酸为浸出液、Ca(OH)2与NaOH为pH调节剂,采用碳化法制备橡胶、塑料等领域用工业级轻质碳酸钙,通过考察煅烧-浸出-碳化条件对碳酸钙性能的影响。结果表明:白云岩在900 °C煅烧30 min,可得到CaO含量约为64.14%的轻烧白云岩;在固液比为1:4、20 °C水浴搅拌60 min、陈化2.0 h、以3.0 mol/L盐酸调节矿浆pH至1.0,于80 °C水浴搅拌30 min,Ca2+浸出率可达99.38%;采用分段调控pH工艺降铁锰离子,滤液在搅拌转速为800 r/min,以100 mL/min流速通CO2,至浆体pH为7.6,得到中位粒径D50为2.404 μm的轻质碳酸钙,其纯度均值达99.04%、白度均值达98.76。通过优化浸出体系pH,以Ca(OH)2部分代替NaOH调节pH,有效降低药剂成本,显著提高工艺经济性,该研究可为白云岩制备高附加值碳酸钙的工业化应用提供参考。

关键词： 柴达木盆地北缘   鱼卡地区   侏罗系   天文旋回   沉积速率   粒度分析  

摘要： 为研究柴达木盆地北缘鱼卡地区侏罗纪含煤地层天文旋回特征,探讨天文旋回框架下砂岩粒度特征,本文以鱼卡地区侏罗系大煤沟组和石门沟组为研究对象,通过对钻孔自然伽马测井曲线采用频谱分析的方式,识别出鱼卡地区含煤地层的长偏心率的天文周期信号,以及鱼卡地区的天文旋回,并对该区域采取的砂岩样品进行粒度测试,根据图解法公式分别计算样品的平均粒径、标准偏差、偏度、峰度等特征参数,明确天文旋回对砂岩粒度的控制作用。研究表明,鱼卡地区目的层位共形成6个受长偏心率控制的米兰科维奇旋回,识别出405 ka长偏心率周期、108~114 ka短偏心率周期、54~47ka斜率周期和21~22 ka岁差周期,砂岩成分以细砂为主,标准偏差偏大,整体偏度较大,均为正偏和极正偏,峰度K值集中在1.56~3.0,特征参数整体表现出鱼卡地区侏罗系砂岩分选程度较差,搬运方式为跃移和悬移两种方式,为中低能沉积环境。通过对该时期砂岩的粒度特征参数分析,发现侏罗系大煤沟组到石门组总体表现为石门沟组大于大煤沟组,平均沉积速率有逐渐增大的趋势,伴随着沉积速率的上升,沉积物平均粒度也随之升高、分选性变差,进而说明天文旋回通过控制沉积速率进而控制砂岩粒度。

关键词： 铂族金属氧化物   涂层电极   湿法冶金   电沉积  

摘要： 铂族金属氧化物涂层电极由于其优异的导电性和耐腐蚀性,在湿法冶金领域已引起人们的广泛关注。本文对比了铂电极和铂族金属氧化物涂层电极,基于铂族金属氧化物涂层电极成本低、催化性能优异等优点,结合目前市面上较好的电极产品详述了该类电极在锌、铜、银电沉积工业研究中的应用情况。

关键词： 真三轴试验   中间主应力   循环加卸载   损伤演化   能量突变   破坏模式  

摘要： 为探究深部岩体在循环加卸载作用下的损伤力学特性及能量突变演化规律,本研究采用真三轴扰动卸荷岩石测试系统,开展不同中间主应力(σ2=5~25 MPa)条件下的循环加卸载试验。基于能量耗散理论构建动态损伤模型,系统分析砂岩在循环加卸载作用下的力学响应、破坏特征及损伤-能量演化行为。试验结果表明:(1)不同中间主应力循环加卸载下,砂岩应力-应变曲线呈现明显跌落现象,抗压强度随之增大,在σ2=20 MPa达峰值;滞回环面积和能量密度先增后减,滞回环分布由疏到密再到疏,动弹性模量随σ2的增大而增大,峰前与峰后的动弹性模量变化曲线形态高度相似。(2)随着中间主应力增大,试件破裂形态经历了从剪切破坏向张拉-剪切复合破坏再向剪切破坏的阶段性转变,不同方向应变曲线间隔增大且波动剧烈,侧向约束增强使轴向残余应变率降低、横向应变回弹率提高,体积应变曲线非线性起伏特征更为显著(3)随着中间主应力的增大,弹性能与耗散能均逐渐上升,但弹性能增长速率及幅度显著高于耗散能,表明能量积累持续增强试;能量演化呈现“双突变”特征,揭示中间主应力通过能量突变积累和释放,影响岩体破坏的力学机制。(4)通过控制弹性能与耗散能的平衡分布,将能量分配比维持在1.0左右,抑制弹性能的骤增与耗散能的非控制释放,为深部巷道灾害控制提供了理论依据。

关键词： 绿泥石   致密砂岩   含油气性   成岩演化   油气吸附   甜点预测  

摘要： 致密砂岩储层以低孔低渗、非均质性强及“甜点”预测难为特征,成为当前非常规油气勘探与开发研究的热难点。作为致密砂岩储层最重要的充填矿物之一,绿泥石深刻影响着致密砂岩储层的储集物性和含油气性,明确绿泥石的富集特征以及对储层物性与油气赋存能力的调控机制,将对精准预测致密砂岩含油气“甜点”区带来重要启示。笔者等以绿泥石的赋存状态、成因机制及其与成岩演化的耦合关系为切入点,系统分析了绿泥石对致密砂岩储层含油气性的作用机制与主控因素。研究表明:绿泥石在储层中主要以颗粒包膜式、孔隙衬里和孔隙充填3种形式存在;其中,颗粒包膜绿泥石由先驱黏土矿物转化、碎屑物质交代和孔隙流体沉淀3种作用共同影响形成,孔隙衬里绿泥石成因包括沉积黏土膜转化、富铁镁物质溶蚀再结晶、转化与直接结晶混合等,孔隙充填绿泥石则是从富镁铁孔隙水中沉淀和蒙脱石与伊利石转化而成;不同成岩期的绿泥石对储层有着双重性的影响,建设性主要体现在提高岩石抗压能力、抑制压溶作用、促进溶蚀作用、抑制石英加大等方面,而破坏性表现为堵塞吼道,降低储层的渗透率等;绿泥石的形成贯穿于沉积—成岩演化全过程,对储层含油气性的影响具有时空差异性与多因素协同性的特点,核心控制因素包括绿泥石产状、厚度、连续性、及成岩期次的相互作用。油气主要以薄膜形式在绿泥石表面及其晶间孔隙中富集,并以孤立或团聚的颗粒形式形成,矿物的比表面积越大,绿泥石对油气的吸附势能越高,不同成岩期绿泥石对油气吸附能力不同,孔隙衬里绿泥石的晶间孔吸附油气的能力最强。“甜点”储层的绿泥石厚度适中且完整连续,多分布在高能的沉积环境,避免厚层胶结物致密带,孔隙衬里绿泥石适度发育为油气充注和存储提供优越空间。笔者等为致密砂岩油气藏的“甜点”预测提供了矿物岩石学的综合依据,对深化致密储层油气富集机理认识及优化勘探开发策略具有重要意义。