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钙芒硝盐岩溶蚀试验研究 被引量：19
1
作者 刘中华 徐素国 +3 位作者 胡耀青 冯增朝 梁卫国 赵阳升 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A02期3616-3621,共6页
采用μCT225KVFCB型高精度显微CT试验系统,对钙芒硝盐岩试样进行不同溶蚀时间的显微CT扫描,并根据整个溶蚀过程中射线的衰减系数变化,从细观的角度揭示钙芒硝盐岩的溶蚀规律。研究结果表明:随着溶蚀时间的持续,钙芒硝盐岩的密度损伤、... 采用μCT225KVFCB型高精度显微CT试验系统,对钙芒硝盐岩试样进行不同溶蚀时间的显微CT扫描,并根据整个溶蚀过程中射线的衰减系数变化,从细观的角度揭示钙芒硝盐岩的溶蚀规律。研究结果表明:随着溶蚀时间的持续,钙芒硝盐岩的密度损伤、孔隙率逐渐增大;随着孔隙率的增大,总比表面积逐渐减小且呈线性下降趋势,而通道比表面积的变化则比较特殊,表现为先增大后减小。研究结果对研究钙芒硝矿床原位溶浸开采的产出率、生产效率和地面沉降具有非常重要的意义。 展开更多
关键词 岩石力学 钙芒硝盐岩 溶蚀 显微CT试验 损伤
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钙芒硝盐岩蠕变特性的研究 被引量：8
2
作者 徐素国 梁卫国 +1 位作者 郤保平 赵阳升 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第A02期3516-3520,共5页
在自然界中,纯钙芒硝是以一种化合物的形式出现的,其分子式为Na2Ca(SO4)2,但在试件内部钙芒硝盐岩与泥岩互相混合,以混合物的形式出现,这就决定了其力学性质的特殊性。在不同的应力水平下,进行了长达100多天的单轴压缩蠕变试验,发现钙... 在自然界中,纯钙芒硝是以一种化合物的形式出现的,其分子式为Na2Ca(SO4)2,但在试件内部钙芒硝盐岩与泥岩互相混合,以混合物的形式出现,这就决定了其力学性质的特殊性。在不同的应力水平下,进行了长达100多天的单轴压缩蠕变试验,发现钙芒硝盐岩高应力水平蠕变速率高于低应力水平的蠕变速率,其蠕变速率在初期和后期比较大,并随时间大致呈U形分布,与NaCl岩盐相比,钙芒硝盐岩蠕变速率及蠕变量均较小。回归出钙芒硝盐岩在不同应力水平下蠕变应变随时间变化的曲线方程。对钙芒硝盐岩的蠕变模型进行初步探讨,通过对蠕变曲线与理论曲线的对比,说明同时包含弹黏塑性的西原模型能较好地反映钙芒硝盐岩的蠕变规律,并对相关参数进行了拟合。 展开更多
关键词 岩石力学 钙芒硝盐岩 蠕变特性
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钙芒硝盐岩溶解的温度效应 被引量：11
3
作者 徐素国 梁卫国 赵阳升 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2010年第3期42-44,共3页
钙芒硝盐岩化学成分为硫酸钠与硫酸钙的化合物,其化学成分的复杂性决定了其属于难溶性盐。溶解机理分析发现,其溶解过程包括硫酸钠和硫酸钙的溶解与其结晶,但硫酸钙结晶后会形成一层膜覆盖在矿物表面,减少溶解表面面积,对硫酸钠的溶解... 钙芒硝盐岩化学成分为硫酸钠与硫酸钙的化合物,其化学成分的复杂性决定了其属于难溶性盐。溶解机理分析发现,其溶解过程包括硫酸钠和硫酸钙的溶解与其结晶,但硫酸钙结晶后会形成一层膜覆盖在矿物表面,减少溶解表面面积,对硫酸钠的溶解有抑制作用。实验发现,钙芒硝的溶解具有温度效应：温度越高使溶解速率及溶解速度下降越迅速,使钙芒硝溶解变慢。压力浸泡溶解开采使现场采出效率提高了30%-40%。 展开更多
关键词 钙芒硝 溶解 温度效应 实验研究
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复合盐钙芒硝溶解性分析 被引量：8
4
作者 乔永生 范彬彬 +1 位作者 刘中华 徐素国 《化工矿物与加工》 CAS 北大核心 2010年第2期24-26,共3页
基于钙芒硝是一种强碱盐,以四川同庆钙芒硝为例,研究其在不同种碱溶液和酸溶液下的溶解速率及溶解速度,实验发现温度越高溶解速率及溶解速度下降越迅速,使钙芒硝溶解变慢;通过化学溶解机理分析得出,其溶解后硫酸钙结晶会形成一层膜覆盖... 基于钙芒硝是一种强碱盐,以四川同庆钙芒硝为例,研究其在不同种碱溶液和酸溶液下的溶解速率及溶解速度,实验发现温度越高溶解速率及溶解速度下降越迅速,使钙芒硝溶解变慢;通过化学溶解机理分析得出,其溶解后硫酸钙结晶会形成一层膜覆盖在矿物表面,减少溶解表面面积,对硫酸钠的溶解有抑制作用。 展开更多
关键词 钙芒硝 盐岩 溶解 实验研究
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钙芒硝盐岩多场耦合作用下蠕变的温度效应研究 被引量：7
5
作者 杨玉良 梁卫国 +3 位作者 杨晓琴 曹孟涛 李静 肖宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期1070-1080,共11页
为了研究温度-溶浸-应力耦合作用下钙芒硝盐岩蠕变的温度效应,利用自主研发的三轴岩石力学试验机,进行了围压4 MPa、轴压5 MPa、不同温度(30,60,90℃)、不同渗透压(3,2,1 MPa)条件下的三轴蠕变试验,并在试验前后对试件进行CT扫描,分析... 为了研究温度-溶浸-应力耦合作用下钙芒硝盐岩蠕变的温度效应,利用自主研发的三轴岩石力学试验机,进行了围压4 MPa、轴压5 MPa、不同温度(30,60,90℃)、不同渗透压(3,2,1 MPa)条件下的三轴蠕变试验,并在试验前后对试件进行CT扫描,分析了不同蠕变过程中温度对钙芒硝蠕变变形的影响。结果表明:溶浸连通过程,对钙芒硝盐岩蠕变变形起主要作用的是渗透压和温度,渗透压越小且温度越高,蠕变应变越大;饱水蠕变过程,温度和有效应力是影响蠕变变形特性的主要因素,随温度的升高蠕变应变逐渐增大,但其增加幅度逐渐减小。在72 h的饱水蠕变过程中,渗透压为2 MPa时,30,60,90℃条件下的蠕变应变分别为0.0095×10^-2,0.0144×10^-2,0.0195×10^-2,渗透压为3 MPa时,分别为0.001×10^-2,0.003×10^-2,0.007×10^-2;排水蠕变过程,影响钙芒硝蠕变变形的主要因素是温度-溶浸-应力作用的历史过程对钙芒硝固体骨架力学性能的弱化程度和温度对蠕变过程的热损伤作用,随温度的升高蠕变应变和其增加幅度都逐渐增大;基于非线性流变力学理论,对广义开尔文模型进行改进,根据蠕变试验结果,采用曲线拟合法对改进后模型的参数进行反演识别,结果与实测数据吻合效果良好,说明改进后的模型可以较好的描述钙芒硝在温度-溶浸-应力耦合作用下的排水蠕变过程。 展开更多
关键词 钙芒硝盐岩 温度效应 蠕变 溶浸作用
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水岩相互作用下钙芒硝盐岩强度衰减机理 被引量：5
6
作者 郭永春 周其健 +2 位作者 屈智辉 郑立宁 祝全兵 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期1045-1051,共7页
针对成都南郊普遍分布的白垩系灌口组钙芒硝盐岩的强度衰减现象,在总结浸泡40 d过程中钙芒硝盐岩参数变化规律的基础上,采用手标本鉴定、X射线衍射全岩定量分析、岩石薄片鉴定等方法深入研究了水岩相互作用下钙芒硝盐岩强度衰减机理。... 针对成都南郊普遍分布的白垩系灌口组钙芒硝盐岩的强度衰减现象,在总结浸泡40 d过程中钙芒硝盐岩参数变化规律的基础上,采用手标本鉴定、X射线衍射全岩定量分析、岩石薄片鉴定等方法深入研究了水岩相互作用下钙芒硝盐岩强度衰减机理。研究结果表明,钙芒硝盐岩中的矿物成分、结构构造、浸水时间等因素对盐岩强度衰减影响显著,钙芒硝盐岩破坏模式从脆性破坏过渡为塑性破坏。钙芒硝盐岩强度衰减机理在微观上主要表现在矿物成分的溶解、岩石结构溶蚀、结构连接弱化等方面;在宏观上表现为钙芒硝盐岩软化、崩解、强度低、变形大。钙芒硝盐岩结构劣化性能可以用软化系数、结构损伤系数等参数进行描述,随着浸泡时间的增加,钙芒硝盐岩软化系数逐渐降低,损伤系数逐渐增大。 展开更多
关键词 钙芒硝盐岩 强度衰减机理 水岩作用 含盐地层 岩石结构
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水热综合作用下钙芒硝盐岩强度等参数的衰减规律研究 被引量：2
7
作者 周其健 郭永春 +3 位作者 屈智辉 郑立宁 许福周 谢强 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期1019-1027,共9页
为了研究钙芒硝盐岩在水热综合作用下强度等参数的衰减规律,通过自行研制的实验装置,模拟了钙芒硝盐岩在30~70℃温度的蒸馏水中的浸泡实验。在浸泡40d过程中,测试了钙芒硝盐岩的单轴抗压强度、弹性模量、纵波波速、破坏模式等参数,总结... 为了研究钙芒硝盐岩在水热综合作用下强度等参数的衰减规律,通过自行研制的实验装置,模拟了钙芒硝盐岩在30~70℃温度的蒸馏水中的浸泡实验。在浸泡40d过程中,测试了钙芒硝盐岩的单轴抗压强度、弹性模量、纵波波速、破坏模式等参数,总结了浸水前后钙芒硝盐岩参数随时间、温度的变化规律;通过偏光显微镜对比观察了在浸泡前后钙芒硝盐岩微观结构的变化特征;分析了成分、结构、时间、温度等因素对钙芒硝盐岩强度等参数衰减的影响。研究结果表明:(1)钙芒硝盐岩强度随浸泡时间的增加衰减剧烈。浸泡7d后,钙芒硝盐岩强度衰减为初始强度的50%~72%。浸泡30~40d后,钙芒硝盐岩强度衰减至初始强度的10%以下。(2)钙芒硝盐岩在长时间的浸泡过程中,主要是其中的可溶成分的溶解、溶蚀作用导致了钙芒硝盐岩结构的劣化。(3)在实验温度(30~70℃)范围内,钙芒硝等矿物的溶解过程大致经历了溶解度先增大后减小的过程,钙芒硝盐岩强度存在先减小后增大的变化,但在相同浸泡时间下各浸泡温度间强度差值小于初始强度的10%,钙芒硝盐岩强度随浸泡温度(30~70℃)变化不大。论文研究成果深化了盐渍岩土,尤其是钙芒硝盐岩水岩相互作用的认识,同时也为盐渍岩土工程问题提供了理论参考。 展开更多
关键词 钙芒硝盐岩 强度衰减 盐岩 盐渍岩土 水岩相互作用
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压力溶浸作用下钙芒硝盐岩力学特性基础研究 被引量：3
8
作者 冀辉杰 徐素国 邵震 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2020年第7期43-48,共6页
目前钙芒硝矿多采用就地溶浸或井工开采方法,效率低、污染大,基于原位改性采矿理论欲对其实现固体矿物流体化开采,因此通过室内模拟压力水溶浸钙芒硝盐岩,并对其强度变化进行分析。试验发现:压力溶浸过程中矿物胶结处较先产生裂缝,压力... 目前钙芒硝矿多采用就地溶浸或井工开采方法,效率低、污染大,基于原位改性采矿理论欲对其实现固体矿物流体化开采,因此通过室内模拟压力水溶浸钙芒硝盐岩,并对其强度变化进行分析。试验发现:压力溶浸过程中矿物胶结处较先产生裂缝,压力溶浸环境下盐岩强度弱化程度大于自然溶浸下盐岩强度的弱化,弱化程度随着溶浸压力的增大而增大,在1.0MPa和1.5 MPa压力水环境下溶浸24h之后,试样强度的弱化系数分别为0.67,0.55。1.0 MPa压力水环境下溶浸7d之后,试样强度的弱化系数为0.34,压力溶浸对盐岩强度的弱化在溶浸初期影响显著,随后时间因素占主导地位。通过拟合得出钙芒硝盐岩强度与压力溶浸时间的关系,为实现钙芒硝矿固体矿物流体化开采提供一定的理论基础。 展开更多
关键词 钙芒硝盐岩 压力溶浸 力学特性 强度弱化
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溶浸–应力耦合作用下钙芒硝盐岩蠕变特性研究 被引量：9
9
作者 梁卫国 曹孟涛 +2 位作者 杨晓琴 张传达 徐素国 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2461-2470,共10页
为了研究钙芒硝岩在原位溶浸开采过程中的蠕变力学特性,采用自主研发的多功能岩石力学试验机,进行了轴压5 MPa、围压4 MPa条件下,不同渗透压(3,2,1 MPa)作用下的三轴蠕变力学试验。模拟溶浸开采生产过程,将钙芒硝蠕变过程分为溶浸连通... 为了研究钙芒硝岩在原位溶浸开采过程中的蠕变力学特性,采用自主研发的多功能岩石力学试验机,进行了轴压5 MPa、围压4 MPa条件下,不同渗透压(3,2,1 MPa)作用下的三轴蠕变力学试验。模拟溶浸开采生产过程,将钙芒硝蠕变过程分为溶浸连通蠕变阶段、饱水蠕变阶段、排水蠕变阶段和轴压20 MPa蠕变阶段4个阶段,对比分析了上述4个阶段的钙芒硝盐岩的蠕变特性差异。研究结果表明:在溶浸连通蠕变阶段,渗透压力越大,溶解连通时间越短;反之,则时间越长。在溶浸连通蠕变阶段和饱水蠕变阶段,不断演化的矿物溶解与相对恒定的有效应力对钙芒硝盐岩的蠕变变形起主要影响;在排水蠕变阶段和轴压20 MPa高压变形阶段,溶浸作用历史过程及其对钙芒硝盐岩固体骨架力学性能的弱化程度决定了钙芒硝盐岩的变形特性。曲线拟合结果表明,广义Kelvin模型能够较好地描述溶浸渗透加载作用下钙芒硝盐岩的三维压缩蠕变力学特性。该研究结果不仅揭示了钙芒硝盐岩在特殊的溶浸–应力耦合作用条件下的蠕变特性,同时,也可为钙芒硝盐矿溶浸过程中矿体稳定性分析提供一定参考依据。 展开更多
关键词 岩石力学 钙芒硝盐岩 蠕变 溶浸作用
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