【摘 要】
：
地热能是一种清洁低碳、分布广泛、资源丰富、安全优质的可再生能源,干热岩型地热能是未来地热能发展的重要领域。对干热岩的研究有助于我们了解人工热储的演化规律和进一步高效开发干热岩地热能。花岗岩是较为常见的干热岩类型,本文立足于花岗岩天然特征,以岩浆热液充填花岗岩为研究对象,通过实验得到了在常温下和不同温度下0℃水热冲击后不同结构形式的岩浆热液充填花岗岩试样(母岩、充填体、边界母岩,边界充填体、上下结构
论文部分内容阅读
地热能是一种清洁低碳、分布广泛、资源丰富、安全优质的可再生能源,干热岩型地热能是未来地热能发展的重要领域。对干热岩的研究有助于我们了解人工热储的演化规律和进一步高效开发干热岩地热能。花岗岩是较为常见的干热岩类型,本文立足于花岗岩天然特征,以岩浆热液充填花岗岩为研究对象,通过实验得到了在常温下和不同温度下0℃水热冲击后不同结构形式的岩浆热液充填花岗岩试样(母岩、充填体、边界母岩,边界充填体、上下结构、左右结构花岗岩)的密度、孔隙率、波速、抗压强度、弹性模量、抗拉强度、渗透率等参数。对比分析了岩浆热液充填花岗岩在常温下物理力学及渗透性质,总结了岩浆热液充填花岗岩在不同温度下0℃水热冲击后物理力学及渗透性质的变化规律。基于实验和数据分析,得到如下结论:1.对岩浆热液充填花岗岩在常温下的物理力学及渗透性质进行了对比分析,结论如下:(1)ρ为花岗岩密度均值,则ρ(母岩)>ρ(上下结构、左右结构)>ρ(充填体);w为花岗岩吸水率均值,则w(充填体)>w(母岩)>w(上下结构、左右结构);n为花岗岩开口孔隙率均值,则n(充填体)>n(母岩)>n(上下结构、左右结构);v_p为花岗岩纵波波速,则v_p(上下结构、左右结构)>v_p(母岩)>v_p(充填体)。四种花岗岩中孔隙率越小则其波速越大。(2)四种花岗岩10 MPa围压下峰值强度和弹性模量大小关系具有较好一致性,四种花岗岩峰值强度σ_c大小关系为:σ_c(上下结构)>σ_c(左右结构)>σ_c(充填体)>σ_c(母岩)。五种花岗岩抗拉强度均值σ_t大小关系为:σ_t(母岩)>σ_t(边界母岩)>σ_t(左右结构)>σ_t(边界充填体)>σ_t(充填体)。(3)在常温下,五种花岗岩渗透率随着围压的增加而减小。在相同围压下,五种花岗岩渗透率k的大小关系为k(充填体)>k(母岩)>k(边界充填体)>k(左右结构花岗岩)>k(边界母岩)。五种花岗岩中充填体的孔隙率最大,渗透率也最大。(4)细粒结构的岩石比粗粒结构的岩石强度高,等粒结构的岩石比非等粒结构的岩石强度高。按矿物颗粒绝对大小分类,花岗岩母岩为粗粒结构或伟晶结构,充填体为中粒结构或者细粒结构;按矿物颗粒相对大小分类,花岗岩母岩为斑状及似斑状结构,充填体为等粒结构,故常温下充填体的峰值强度比母岩的高。(5)充填过程中岩浆热液对充填体与母岩交界面附近处的“黏合”和“愈合”作用导致上下(左右)结构花岗岩孔隙率和渗透率低于母岩和充填体以及上下(左右)结构花岗岩密度、波速、抗压强度高于母岩和充填体。2.本文对岩浆热液充填花岗岩在不同温度下热冲击后的物理力学及渗透性质进行了对比分析,结论如下:(1)花岗岩波速随着热冲击次数增加而降低且在第一次热冲击后波速降幅最大。常温下冷却和0℃水冷却后的花岗岩波速均随着温度增加而降低,相同温度下0℃水冷却花岗岩波速降幅都大于其常温下冷却花岗岩波速降幅。在相同热冲击方式且相同温度下,上下(左右)结构花岗岩波速降幅大于母岩和充填体波速降幅。(2)花岗岩母岩和充填体在热冲击温度低于300℃时,峰值强度和弹性模量随热冲击温度提高而增大。当热冲击温度超过300℃时,母岩和充填体峰值强度和弹性模量随热冲击温度提高而减小。上下(左右)结构花岗岩的力学性质随热冲击温度的变化不仅受其热损伤影响还受到自身结构和变形协调性的影响。(3)花岗岩的力学特性取决于热膨胀变形压密引起的承载能力强化作用和热膨胀、热冲击产生的热应力导致的承载能力减弱作用这两种作用的强弱关系,哪种作用占主导与试样受力状态、破坏形式和试样本身的矿物颗粒组成结构、孔隙裂隙发育有关。母岩、充填体和左右结构花岗岩主要由于矿物颗粒大小及分布不同导致其抗拉强度随热冲击温度变化趋势有所不同。(4)五种花岗岩渗透率随热冲击温度变化存在一个温度阈值,当热冲击温度低于该临界值时,花岗岩渗透率缓慢增加,当热冲击温度高于该温度值时,渗透率就会大幅增长。五种花岗岩渗透率变化的阈值温度均为300℃。(5)花岗岩母岩矿物颗粒大且分布不均匀导致其热破裂相比充填体更为剧烈,母岩、边界母岩、左右结构花岗岩渗透率增幅比充填体、边界充填体的渗透率增幅要大。交界面的存在加剧了热冲击对左右结构花岗岩的热损伤,当热冲击温度为600℃时,左右结构花岗岩渗透率高于边界母岩和边界充填体渗透率且基本与母岩渗透率相同。
其他文献
格栅结构凭借其突出的性能特点,被广泛应用于航空航天领域。某隐形战机中应用的钛合金格栅采用电火花加工,加工后内孔表面产生再铸层,严重影响着格栅的使用性能和疲劳性能。磨粒流加工技术作为一种表面光整加工技术,在再铸层的去除和内孔的光整加工方面有着独特的优势。本文对钛合金格栅磨粒流加工技术进行了研究,主要工作与成果如下:(1)制备钛合金电火花试样,进行磨粒流光整加工表面完整性研究,得到结论:表面粗糙度随着
我国的老龄化问题日益严峻,随着经济水平的不断提升,现有的几种传统养老模式很难满足老年人日益增长的养老需求。目前,我国城镇化水平在不断加深,大量的乡村人口进入到城市工作和生活,导致乡村中存在大量的闲置农宅与宅基地,为此,国家以及地方政府出台多项政策大力支持利用闲置资源发展养老产业。本研究充分调查分析了陕西杨陵黎陈村的自然文化环境以及闲置农宅、宅基地等闲置空间资源现状,对其价值、空间特征等因素等进行了
磺胺类抗生素(Sulfonamides,SAs)是一类含有磺酰胺基的合成抗菌剂,普遍应用于治疗人类和动物的细菌性疾病,然而,SAs的过度使用导致它在水环境中广泛残留,使水体中有益菌大量死亡,并产生耐药菌株,从而引起生态风险和健康危害。因此,建立可用于检测水环境中SAs简单、灵敏的分析方法具有重要的环境意义。基于抗原-抗体特异性免疫反应和电化学传导技术的电化学免疫传感器具有操作简便、分析快速、所需样
层状双金属氢氧化物(LDHs)具有带正电荷的无机层,可交换的层间阴离子,大的比表面积,在吸附领域得到广泛使用。并且LDHs具有可见光响应,可调整的电子结构和化学组成等性质,在光催化领域受到关注。LDHs单一的官能团使它们的吸附性能受到限制,低的光生载流子分离效率也抑制了它们的光催化性能。为了改善LDHs的性能,LDH基复合材料引起了科研人员的关注。本工作制备了两种LDH基复合材料,分别用于吸附和光
窗墙面积比(简称窗墙比)作为一个重要的建筑热工参数,其大小对建筑的采光质量和空调负荷均有影响,随着窗墙比的增大(或减小),建筑的照明能耗与空调能耗变化趋势不同,均影响建筑总能耗。为合理权衡窗墙比变化对照明及空调能耗的影响,在保证建筑室内环境质量的同时降低建筑能耗,分别以新建建筑和既有建筑为对象,研究综合考虑照明及空调能耗的窗墙比优化设计方法和遮阳装置自动调控方法。首先,在研究冷负荷系数法与窗墙比之
水资源是支撑社会经济可持续发展最基本的要素之一,其中径流的变化对整个水文系统的演化具有主导作用。可靠的径流预测对流域水量的合理调度、水资源有效管理、保护和规划具有重要意义。然而径流受气候、地理环境、社会发展及人类活动等不确定因素的影响,导致河川径流的变化体现出多尺度、非平稳、非线性等复杂特性,这为准确地进行中长期径流预测增加了难度。引进性能良好的预测方法同时平稳及简化复杂的径流序列,是提高径流预测
随着航空发动机性能的不断提升,航空发动机榫槽越来越多的采用高温合金、粉末冶金等更难切削的材料,精度要求也不断提升,现有的机械拉削等榫槽加工技术已无法满足制造需求。电解拉削具有不受材料力学性能限制、阴极无损耗、加工效率高等优点,具有显著的成本优势。然而目前电解拉削的加工精度还远远不能满足航空发动机榫槽的精度要求,亟需提升电解拉削的加工精度。因此本文针对精密电解拉削加工榫槽开展研究,开展的主要研究如下
为了探讨PBA-LDH/PMS体系对SDZ(Sulfadiazine,磺胺嘧啶)和CBZ(Carbamazepine,卡马西平)的降解性能、影响因素以及机理,以期为该体系在实际水处理的应用中提供依据。本研究运用共沉淀法制备出Mg/Al-LDH(Layered double hydroxides,水滑石)水滑石,再利用Na Cl-HCl法在氮气保护下去除Mg/Al-LDH层间部分的CO_32-,使得
黄河流域不仅孕育了古老的历史文明,而且还繁衍了特色的三秦文化。古村镇作为文明的缩影与载体,它凝聚着一个地区的物质和精神,承载着一个地区的文化和历史,作为人类文明发展过程中不可缺少的一部分,其本身就是建筑、装饰、艺术以及文化的综合体现。总而言之,古村镇的环境与公共文化空间一直在相互影响与作用。传统型村落是展示村落环境和风俗文化的重要载体,本文以古镇环境与公共文化空间为对象,分五章,通过多次实地调研,
受自然因素及人类活动的影响,水文序列发生突变甚至是变异,导致旱涝灾害等一系列水文极值事件频发的问题。因此,如何精确地检测变化环境下水文序列变异及突变前兆信号的研究已经成为一项紧急而艰巨的挑战。本文采用汾河上游四个水文站1956～2000年(共45年)的降水和径流序列作为研究的基础资料。首先,对水文序列进行变异分析,具体分为三个步骤。第一步:采用R/S分析法和DFA去趋势分析法对水文序列是否发生变异