㈠ 方法技术试验与成果
为了更好地总结铜绿山铜铁矿勘查技术，为铜绿山矿深部及外围提供技术支撑，结合地质及地形情况，开展了高精度重力、磁法方法技术、可控源音频大地电磁试验工作。试验工作始于2011年11月，布置在铜绿山4线、15线、19线，完成了剖面长度8760m。
(一)高精度磁法试验
高精度磁法试验采用的仪器是微机质子磁力仪GSM—19T，属高精度微机质子磁力仪，仪器噪声误差及一致性误差很小，满足《地面高精度磁测技术规程》对仪器精度的要求。磁测试验投入1个野外台班，一个日变观测站。高精度磁法试验总有效测点为876点，质检点数为58点，经统计计算磁测质检总均方误差为±2.9nT(小于±5nT)，满足规范要求。
(二)高精度重力试验
高精度重力试验共投入2台套CG-5型全自动重力仪，该仪器为加拿大生产，是目前我国引进最先进测地重力仪，完成1000个有效测点。按照设计和规范要求，试验组质量检查随野外生产同时进行，质检点在全测区基本均匀分布。完成重力有效点1000个，完成质量检查点52个，检查率5%。
(三)可控源音频大地电磁试验
试验研究的场地选择遵循从已知到未知的原则，在已知矿区根据方法理论上的有效性，选择适合于工作区的探测装置；探索有效的野外施工装置、采集时间及软件解释等方面压制强干扰的有效途径，依据试验研究本身的科学规律，研究组选择了铜绿山矿4线、15线、19线作为试验场区，试验剖面长度近8km，试验时间始于2011年11月。
(四)方法技术试验成果
铜绿山4线(CSAMT)试验成果：铜绿山4线(CSAMT)试验工作野外施工时间为2011年11月至2012年1月，历时2个多月，由湖北省地球物理勘察技术研究院联合中国地质大学(北京)及中国冶金地质总局中南地质勘查院共同开展试验工作。根据试验要求，对测量装置频段、频点设置，单个采集循环时间，场源AB长度，发射电流大小，收发距离，接受点距等逐一进行试验。利用试验采集数据，进行系列反演计算，并结合地质钻探资料及岩矿石物性参数，绘制以下试验成果图(图4-1)：
图4-1 铜绿山铜铁矿4线可控源音频大地电磁测深反演综合成果图
1—中下三叠统嘉陵江组第三段灰岩；2—中下三叠统嘉陵江组第二段灰岩；3—中下三叠统嘉陵江组第一段白云岩；4—下三叠统大冶组第四段大理岩；5—下三叠统大冶组第三段大理岩；6—石英二长闪长玢岩；7—矽卡岩；8—视电阻率等值线；9—钻孔；10—铜矿体；11—铁铜矿体；12—露采边界
(五)铜绿山铜铁矿方法技术试验成果总结
综合4线、15线、19线高精度重磁及可控源音频大地电磁(CSAMT)试验，对其方法技术及应用进行总结。
(1)传统的重磁方法对勘查深部矿依然有效，在解释时，结合地质及矿床特点及物性特征综合解释。
(2)根据铜绿山矿接触交代成矿特征，在寻找深部隐伏矿时，一般表现为高磁异常和较高的重力异常，为深部找矿提供线索。
(3)相对于常规电测深勘探深度浅、分辨率低的特点，可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)以其勘探深度大、分辨率高的特点，其CSAMT方法对地质体的电性变化反应非常灵敏，CSAMT数据经反演之后的资料可以比较准确地反映地质体的界面。
(4)铜绿山CSAMT方法技术试验，勘探深度达到1400m，虽不能直接指示矿体的赋存位置，但是通过对电阻率剖面电性特征有效的分析，可以推断可能赋存矿体的部位。
(5)利用新技术、新方法勘查深部金属矿时，重力—磁法—电法组合方法效果较好，并要求技术人员充分了解工区的大概地质情况、地层岩性、岩体可能的分布状况，充分了解不同地质体的物性参数特征，如电性特征、密度特征、磁性特征。
(6)通过试验剖面的数据处理，CSAMT法视电阻率剖面仍比较准确地反映地质体的变化情况，其深部电性结构表现为中高电阻率过渡特征，而过去为非低阻特征。因此，“高磁—高重—中高阻过渡电性异常”是铜绿山找矿方法技术模式，为本区寻找类似矿床指明方向。
㈡ 化学实验成果报告 怎么写
实验目的、实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理和结果讨论、实验总结。
㈢ 有哪些科学实验成果是经过实践不断发展的
这是其中之一，科学发展最大的好处应是让人类向未知的探索更近一步，同时，让人在不断思索中进化自身
㈣ 简述霍桑实验及其主要成果
1924～1932年 ，以哈佛大学教授G.E.梅奥为首的一批学者在美国芝加哥西方电气公司所回属的霍桑工答厂进行的一系列实验的总称。研究者预先设想，在一定范围内，生产效率会随照明强度的增加而增加，但实验结果表明，不论增加或减少照明强度都可以提高效率。随后，研究者又试验不同的工资报酬、福利条件、工作与休息的时间比率等对生产效率的影响，也没有发现预期的效果。发现在不同福利条件下，工人始终保持了高产量。在此基础上，梅奥等又对厂内2100名职工进行了访谈，让职工自由抒发意见，也造成职工的士气高涨，产量大幅度上升。霍桑实验第一次把工业中的人际关系问题提到首要地位，并且提醒人们在处理管理问题时要注意人的因素，这对管理心理学的形成具有很大的促进作用。梅奥根据霍桑实验，提出了人际关系学说。这一学说为西方管理科学和管理工作指出了新的方向。
㈤ 试验成果及建议取值
根据剪切面位置和岩性特征,按线性相关性要求:当试样数分别为7、6、5、4时,对应相关系数临界值分别为0.76、0.81、0.88、0.95,以临界值为基准,进行逐步回归分析,剔除异常点,增加补充样点。经过12组71个样的天然和饱水状态下的携剪试验,历经采样-制样-试验-调参,获得枢纽区开挖工程边坡软弱岩体的结构面抗剪强度指标(表6-6)。
表6-6 软弱结构面携剪试验成果
注:饱水携剪样占61.54%;天然携剪样占38.46%。
从表6-6结果可以发现,以软弱结构面或软岩做剪切面的携剪试验,同一组的屈服抗剪强度是峰值抗剪强度的85%,残余抗剪强度最低,而和峰值抗剪强度没有一个很好的对应关系。2#RXN原状饱水C、φ建议值取低的原因,主要来自于泥化夹层岩组的X射线粉晶衍射测试和颗粒分析结果。这两个试验,证明2#RXN的剪切层不仅存在次生黏土矿物(见表3-2),而且具有黏土的特性。从泥化夹层粒度分析曲线图(图6-17)可以得出,该泥化夹层为粉质黏土。
图6-17 2#RXN泥化夹层粒度分析曲线图
综合考虑各种地质因素,对边坡所发育的软弱结构面抗剪强度参数给出建议取值(表6-7)。
表6-7 软弱结构面携剪试验建议取值
注:实际工程中一般按试验结果值的屈服抗剪强度的内摩擦角φ和内聚力C的80%左右折减(2#RXN原状饱水除外)。
在紫坪铺水利枢纽工程各单体边坡中,就软弱结构面的岩性因素而言,一般有如下的屈服抗剪强度(C、)φ变化规律:含炭屑砂岩型结构面屈服抗剪强度>炭质页岩型结构面屈服抗剪强度>泥化夹层型结构面屈服抗剪强度>软岩夹煤线型结构面屈服抗剪强度(表6-8)。
表6-8 工程边坡软岩不同类型的软弱结构面屈服抗剪强度
㈥ 试验成果
(一)二氧化碳驱油技术能够使特低渗透扶杨油层建立起有效驱动体系
通过井温、压力梯度测试，搞清了注入的液态CO2在井筒内的相态分布，系统分析了注入井、采出井动态变化特征。
1.应用井温、压力梯度测试技术，搞清了CO2在井筒内的相态分布
为搞清液态CO2在井筒内的相态、温度、压力变化情况，在正常注入的情况下，录取了井筒内的压力、温度梯度资料。从测试结果看，液态CO2大约在1300m开始气化，气化后放热使温度梯度增大，压力梯度减小。井底压力为29.5MPa，折算井筒中液态CO2平均比重(相对密度)为0.89;井底温度63.8℃，比油层温度低22℃左右(图6-21)。
图6-21 压力、压力梯度曲线
2005年4月，对注气井进行了压力降落试井，累计关井576h，压力从29.85MPa下降到28.95MPa，压降速度为0.0016MPa/h。用有限导流垂直裂缝模型和均质径向流油藏模型解释的结果见表6-30。两种解释方法得到的结果基本一致，井筒储存系数很大，油藏渗透率很低((1.26～1.28)×10-3μm2)，属特低渗透油藏。表皮系数低于-5.9，说明注入的CO2对近井地带地层有显著的改善作用。
表6-30 注入井芳188-138试井资料解释结果
2.注气压力较低、油层吸气能力较强
未压裂的芳188-138注气井自2004年7月以来，平均日注液态CO220～40t;注入压力表现出稳中有降的趋势，由2004年7月的13.0MPa下降到2007年的10.5～11.0MPa。尤其是2006年下半年以来，随着2口见气较早的井(芳190-136，芳190-140井)气油比上升，注气井注入压力下降幅度有所加快，与室内实验结果基本一致。
未压裂的注气井在日注液态CO220～40t(相当于日注水40～70m3)的情况下，比州2试验区压裂投注的注水井(平均日注水30m3左右)注入压力低5MPa左右。
另外，从州2试验区注水井与芳48注气试验区注气井霍尔曲线对比情况看(图6-22)，未压裂的注气井注入能力是压裂投注注水井的4.8倍。可见，扶杨油层注气压力较低，吸气能力较强。
图6-22 州2与芳48试验区霍尔曲线对比
3.采出井见到较为明显的注气效果
试验区于2002年12月投产，截至2007年底累计注气20674t(0.413PV)，累计注采比为2.93;累积产油9690t，采出程度6.09%，采油速度0.90%;综合含水7.0%。
(1)注CO2驱油渗流阻力小，油井见效快
由于CO2具有黏度和密度小的特点，注CO2驱油渗流阻力小，注气井和采油井间压力分布与注水驱高渗透油藏类似，注气井和采油井井底压力损失小，注采井间压力梯度大，从而使特低渗透油藏建立起有效驱动体系。
试验区正常注气后，大致3个月左右，渗透率相对较高的芳190-136和芳190-140井陆续见到注气效果，日产油稳中有升。而与之邻近的州2注水开发试验区自投产以来产量一直呈下降趋势，未见到受效显示。如芳190-136井，2004年8月开始受效，日产油上升，到2005年7月上升到最高点2.5t/d，随后受见气影响，产量逐渐下降(图6-23)。
图6-23 芳190-136井日产油曲线
(2)产量恢复程度较高
试验区5口油井中，芳188-137井未压裂直接投产，初期日产量0.02t，其余4口井均为压裂投产，见效后产量恢复程度为44.1%～71.0%(表6-31)。2006年1月试验区产量恢复到最高，日产量达8.3t，产量恢复程度达61%。注气累计增加原油占总产量的57.8%。
表6-31 芳48试验区见效情况分析
受效高峰期的采油速度高达1.89%，平均采油强度0.25t/d·m，是相邻注水开发区块的3倍以上。分析油井受效较好，主要有以下原因:一是气驱控制程度高(100%)，试验区只选取了主力层(FⅠ7)注气，该层为分布稳定的河道砂体，连通较好，气驱控制程度高达100%;二是注入速度高，2004年7月以来，试验区注入速度保持在0.15～0.18PV/a，使油井见到了较好的气驱效果。
(3)油井见气后产量呈双曲规律递减
根据试验区进入产量递减阶段以来的实际产量(图6-24)，进行拟合求解，得出试验区日产油量呈双曲递减规律，递减指数2.371，R=0.9980。
松辽盆地三肇凹陷特低渗透扶杨油层开发理论与实践
式中:qt为开始递减第t月时日产量;qi为递减前日产油;Di为初始递减率。
图6-24 实际日产油与计算日产油对比
(4)见气井地层压力保持水平较高
2005年4～6月，对注气井组进行了整体试井，芳190-136和芳190-140井关井末点压力分别为11.6和13.1MPa，明显高于其余3口井(表6-32)。由于这两口井为试验区的主要见效井，随着油井见气后地层压力上升;芳188-137井尽管井距较近，但由于该井未压裂，且受效较差，压力恢复曲线表现为典型的特低渗透储层特征;关井15d最高压力仅3.6MPa。
表6-32 注气试验井组试井资料解释结果
(二)气体示踪及微地震气驱前缘测试技术，有效指导了气驱试验的分析与调整
1.气体示踪剂监测技术
2006年5月，以室内实验为基础，优选了性能稳定的F6气体为示踪剂，并进行了矿场试验，监测结果见表6-33。从表中可以看出，注入气体向芳190-140井推进速度最快(5.45m/d)，芳190-136井次之(3.13m/d)，芳188-137井较慢(0.99m/d)，芳187-138井未见气，芳190-138井见气较晚，未检测到示踪剂。
表6-33 芳188-138井注气气体示踪剂(F6)监测结果
从示踪剂峰值看，芳190-140井最高(20792μg/m3)，芳190-136井次之(256μg/m3)，芳188-137井尽管见到示踪剂最早，但峰值最低(61μg/m3)，表明注入的示踪剂优先向渗透率较高的芳190-140井运移，其次为190-136井和188-137井。示踪剂峰值高低与储层物性和气油比高低具有较好的一致性。
2.微地震气驱前缘监测技术
微地震法气驱前缘监测技术基于地球物理、岩石力学、信号处理及震波传输等理论和油田生产实际情况，通过监测注气引起微裂缝重新开启及造成新的微裂缝时产生的微震波，确定微震震源位置，进一步确定监测井的气驱前缘、注入气波及范围和优势注气方向，为注气方案优化调整提供科学依据。2005年8月对注气井组进行了微地震气驱前缘测试(图6-25)，结合该井的注入数据及测井等资料，取得了以下认识:
一是CO2气驱存在主、次流两个方向，主流方向呈东南164.6°及西南260.8°两个走向，次流方向略呈北偏东43.3°走向。
二是CO2气驱前缘波及面形状呈不规则的“Y”字型，分析气驱前缘形态主要受该井区储层非均质性影响，注入CO2气推进速度不均匀，在东南及西南方向CO2气推进速度较快，在北西及北偏东方向的CO2气推进速度次之;而其他方向的CO2气推进速度相对较慢。
三是CO2气驱前缘波及面积约为7.6×104m2。
四是芳190-140井和芳190-136井位于CO2气驱前缘的两个主流方向上，为主要见效井;芳188-137井为次要见效井，因为CO2气驱前缘向前发展的趋势明显且已接近该井;芳187-138井处在气驱前缘的次流方向上，但由于该井距气驱前缘相对较远，受效也不明显;芳190-138井的方向气驱前缘推进较慢，未见到注气效果。
3.脉冲注气有效提高了CO2利用率
通过气体示踪及微地震气驱前缘测试技术搞清了扶杨油层非均质特征。为防止CO2气大量突破后造成资源浪费，改善注气驱油效果，应用数值模拟技术优选了脉冲注气方案(注气时关突破井，停注时突破井恢复生产)为实施方案，取得了较好效果。
设计了6套方案，考虑了不同的注入速度、注入量和脉冲周期(表6-34)。
图6-25 微地震测试结果
表6-34 脉冲注气方案设计参数
注:5∶2表示关生产井注气5个月，然后停注采油2个月。
从各方案预测的开发指标(表6-35)可以看出，脉冲注气开发效果主要与注气速度、注气量及脉冲持续时间有关。综合考虑，持续高速度大排量脉冲注气效果较好。
表6-35 脉冲注气开发指标预测结果
综合以上方案预测指标，采出程度最高的是方案F106，交替周期为6个月(注4个月，停注后采出2个月)。因此优选方案F106(注气速度为40t/d，注4个月，停注后采出2个月)为实施方案。
根据方案优选结果，2006年开展了脉冲注气试验，先后分3个段塞注入液态CO25239t。取得了以下认识:
一是注气压力略有下降。2006年脉冲注气后，前面两个段塞，日注气量在37t左右，注气压力稳定在12.5MPa左右;最后一个段塞注入时，注气压力下降到11.5MPa，下降了1.0MPa。说明注气井有较强的吸气能力，井组之间有较好的连通关系，停注期间采出井开井，恢复注气后注气压力有所下降。
二是见气井开井后，气油比下降，CO2利用率明显提高。以芳190-136井为例(图6-26)，该井2006年5月因出气量大关井，焖井一段时间后，于2006年9月恢复生产。气油比由465m3/m3下降到130m3/m3。之后持续生产，气油比逐渐上升到2007年4月份的337m3/m3，比见气高峰期低210m3/m3。表明通过脉冲注气减小了注采压差，改变了地层流体的液流方向，使见气井出气量大幅度减小，降低了气油比，提高了CO2利用率。
图6-26 芳190-136井气油比变化曲线
另外，为进一步减少油井生产过程中造成的CO2损失，对油井开井制度进行了优化。芳188-137井不同关井时间的产量变化情况见图6-27，关井3d后恢复生产1d的产量最高。优选确定了关3d开井1d的生产工作制度，平均日产油1.0t左右。其余3口见气井与芳188-137井不同关井时间的产量变化趋势基本相同，也执行了关3d开井1d的工作制度。
图6-27 芳188-137井不同关井时间产量变化曲线
可见，通过脉冲注气和油井生产制度优化，有效提高了CO2利用率。
(三)气油比分析技术进一步验证了芳48断块为非混相驱
1.气油比分析技术
气油比是评价注气驱油效果和效益的一项十分重要的指标，由于芳48注气井组产量低，无法现场测试生产气油比。因此，我们通过对采出气的组分变化分析，对生产气油比进行了估算，在现场得到较好应用。
设原始气油比为GOR1，目前气油比为GOR2，CO2气未突破时地面气组成为y1i，其中CO2的摩尔含量为y1CO2，注入CO2气组成为y2i，CO2摩尔含量为y2CO2。设地面条件下气的摩尔体积为M(mol/m3)。那么未突破时采出1m3油时，采出气为GOR1m3;CO2突破后采出1m3油时，采出气为GOR2m3。采出气的摩尔数分别为:GOR1/M;GOR2/M。突破后的气相当于未突破时的气混入了一定量的CO2气，那么对采出1m3油来考虑，见气前后采出气中的非CO2气组分的摩尔量是相等的，因此有:
松辽盆地三肇凹陷特低渗透扶杨油层开发理论与实践
因此气突破后的气油比GOR2为:
松辽盆地三肇凹陷特低渗透扶杨油层开发理论与实践
利用该公式计算了芳188-137井、芳190-136井、芳190-138井、芳190-140井的气油比，2007年底，4口井的气油比在117～273m3/m3(表6-36)。
表6-36 4口见气井2007年底气油比计算结果
2.芳48断块非混相特征分析
理论和实践均证明:混相驱的驱油效率远高于非混相驱，而注气开采的驱油效率很大程度上取决于驱替压力。只有当驱替压力高于最小混相压力(Minimum Miscibility Pres-sure，MMP)时才能达到混相驱替。也就是说，混相驱和非混相驱应用的界限就是最小混相压力。我国多数油田由于原油性质较差，达不到混相条件，只能是非混相驱替。在矿场实际过程中可通过气油比的变化特征判断混相或非混相驱替。
非混相驱替过程中，注入孔隙体积与气油比的关系大致可分为3个阶段。第一阶段和第二阶段气油比变化不明显，第三阶段气油比急剧上升。即气体突破前，气油比基本不变。突破后，气油比有所增大，但由于建立了油气混合带，随之又出现了一个明显的台阶，持续一段时间以后，气油比才迅速增大(图6-28)。也就是说，在气油比迅速上升之前存在一个明显的过渡性台阶。图6-28所对应的实验压力为20.6MPa，比混相压力(29MPa)低8.4MPa，为非混相驱替。
图6-28 芳48非混相驱长岩心实验压差、气油比变化曲线
混相驱与非混相驱的气油比变化规律则明显不同。由于混相驱替建立的油气混合带较窄，因此，采出端见气后，气油比迅速上升(图6-29)，中间没有明显的过渡带。图6-29对应的实验压力为50MPa，比混相压力(29MPa)高21MPa，为典型的混相驱。
图6-29 芳48混相驱长岩心实验压差、气油比曲线
根据室内实验得出的混相与非混相驱的气油比变化规律，为芳48试验区的混相特征分析提供了依据。
试验区见气较早的芳190-136井的气油比变化曲线见图6-26。该井于2005年3月见气，之后气油比逐渐上升，到2006年8月气油比达到最高(600m3/m3左右)，这期间共注气11500t，折算地下体积0.23PV，后期由于采取脉冲注气使气油比明显下降。根据室内实验得出的混相与非混相驱的气油比判断标准，芳48试验区为典型的非混相驱。
(四)腐蚀状况监测表明，地面及井下管柱无明显腐蚀，满足了开发需要
2006年9月，开展了注气试验区腐蚀现状调查研究。对芳188-137、芳190-140井地面管线进行了实验室分析，并对这2口井安装了腐蚀试验试片。另外，在芳190-138井油套环空内放置了J55钢腐蚀试验试片，进行井下腐蚀状况监测，取得了以下认识:
1.地面管道无明显腐蚀现象
从芳188-137、芳190-140井地面管道直管段及弯头部分剖开后的外观情况看，管道基本完好，内表面无蚀坑、破损、裂纹等现象，未见有明显腐蚀现象发生。2006年9月28日在这2口井的地面管线内部放置20#钢腐蚀试验试片，2006年11月15日取出，试验周期47d，除去表层油污后，仍可见金属光泽，试片表面无蚀坑、破损等现象，在试验期内腐蚀挂片未见有明显腐蚀现象发生。
2.井下试片腐蚀现象不明显
2006年9月28日，在芳190-138井油套环空内放置J55钢腐蚀试验试片，2006年11月15日取出，试验周期47d，也未见腐蚀现象发生。
3.腐蚀速率评价
芳48断块注气试验井组现场腐蚀试验分析结果见表6-37。地面和井下试片均未见明显腐蚀，介质腐蚀性等级为低级，平均腐蚀速率为0.0028～0.0032mm/a。
表6-37 芳48断块典型介质现场腐蚀试验结果
分析芳48注气试验区地面及井下管柱腐蚀较弱，主要有以下原因:一是油井含水率低。芳188-137井、芳190-138井基本不含水，芳190-140井含水也在10%以下，这是试验井腐蚀较弱的主要原因;二是试验周期短，对腐蚀试验效果有一定影响。
(五)结论及认识
1)CO2驱油技术能够使特低渗透扶杨油层建立起有效驱动体系，作为一项难采储量动用技术，具有广阔的发展前景。
2)室内实验测得扶杨油层最小混相压力为29MPa，比原始地层压力(20.4MPa)高8.6MPa，结合现场试验气油比变化规律综合分析表明，芳48断块CO2驱油为非混相驱。
3)室内可行性评价实验和油藏地质建模、数值模拟研究，较好地指导了试验方案优化设计，矿场试验表明，方案符合程度较高。
4)井温、压力梯度测试技术搞清了井筒中CO2的相态分布特征;气体示踪及微地震气驱前缘测试技术揭示了扶杨油层非均质性强的特点，有效指导了气驱试验的分析与调整。
5)脉冲注气结合油井工作制度优化能够有效解决因储层非均质性强引起的油井受效不均衡，提高了CO2利用率;CO2吞吐作为注气驱油的一项引效措施，具有操作方便，成本低等优点。
6)注CO2驱油实现了特低渗透扶杨油层的有效动用，主要表现在油井见效快、产量恢复程度高，见效高峰期的采油速度是同类型注水开发区块的3倍以上;油井见气后产量呈双曲递减。
7)适合CO2驱油的撬装注气装置、KQ65-35-FF注入井井口、油管防腐和油井防气工艺技术，基本满足了试验区开发需要。
8)油藏深部封窜技术抑制了CO2驱油过程中气窜的影响，可作为提高注入气波及体积、改善注气开发效果的储备技术。
㈦ 试验成果分析
1.剪应力-位移关系曲线
以剪应力为纵坐标,剪切位移为横坐标,系统地绘制出τ-u关系曲线,分为沿原状样第一次剪切和沿破坏面第二次剪切两组曲线。具体关系曲线如图6-12所示。沿原状样第一次剪切,所获得的抗剪强度为初次剪切强度。而沿破坏面所进行的第二次剪切,同样可获得抗剪强度,与初次剪切强度有所不同,称为残余抗剪强度。便于对比,两组关系曲线一起给出。显然,残余抗剪强度明显低于初次剪切强度。
2.抗剪强度参数取值方法
(1)取值依据与原则
本次携剪试验的屈服值是指曲线上曲率变化最大的点(简称曲率点,下同)。由图6-12中所绘制的曲线,即可初步得出峰值抗剪强度、屈服抗剪强度和残余抗剪强度。其取值方法如下:
1)选取初次剪应力-位移关系曲线上的峰值τmax,得到峰值抗剪强度。
2)一般在稳定性分析评价时,用比例极限值偏于安全保守,峰值抗剪强度则具有较大的风险性,残余值一般已完全破坏,大都也只用在滑坡稳定性评价之中。因此,对这类结构面的参数取值,工程中多采用折衷的方法,即取屈服值。
屈服抗剪强度的选取:若在其沿原状样第一次剪切τ-u关系曲线(图6-13)上,于峰值抗剪强度点之前,有明显的屈服点,则可直接选取此点作为屈服抗剪强度。同时,这种曲线也类似于岩石应力-应变弹塑性(下凹型)曲线,这里称为Ⅰ类屈服曲线。此点特征明显:在剪应力-位移关系曲线达到曲率点之前,剪应力(τ)增幅大于位移(u)增幅;该点之后,位移(u)增幅则大于应力增幅(τ)。若在峰值抗剪强度点之前,无明显的屈服点,相似于岩石应力-应变塑弹性(上凹型)曲线,这里称之为Ⅱ类屈服曲线。此时,可选峰值抗剪强度折减。工程试验实践,其折减系数一般取0.85左右,即峰值×0.85=屈服值(聂德新等,1999)。这两种屈服点的取值方法不一样。但经验证,在Ⅰ类屈服曲线上取屈服实点所得的屈服抗剪强度和采用峰值抗剪强度折减所获得的屈服抗剪强度近似,从表6-5可知,屈服实点值与峰值的比值均也在0.85左右。
表6-5 屈服实点值与峰值比值统计表
复杂软岩特性及其高边坡稳定性研究:以四川岷江紫坪铺水电站为例
复杂软岩特性及其高边坡稳定性研究:以四川岷江紫坪铺水电站为例
图6-12 不规则样抗剪试验破坏时剪应力(τ)-水平位移(u)曲线
图6-13 屈服值点选取示意图
(2)确定抗剪强度指标
依据上述取值方法获得各组剪样抗剪强度值,绘制出正应力(σ)-剪应力(τ)关系曲线(图6-14)。利用这些关系曲线,采用最小二乘法原理,对所选取的抗剪强度值进行线性拟合,可初步计算出每组剪样的内摩擦角φ和内聚力C。
复杂软岩特性及其高边坡稳定性研究:以四川岷江紫坪铺水电站为例
图6-14 不规则样抗剪试验正应力(σ)-剪应力(τ)关系曲线
3.剪切带含水率与屈服抗剪强度相关性分析
软弱结构面与软岩携剪试验后的剪切层含水率同屈服抗剪强度参数C、φ值存在着一定的对应关系(图6-15,图6-16)。从关系曲线图中可以看出,屈服抗剪强度参数C、φ随含水率的增加有降低的趋势。
图6-15 含水率同内聚力C值关系图
图6-16 含水率同内摩擦角φ值关系图
4.结构面屈服强度特征
根据野外层间错动带所进行的岩矿鉴定结果,和室内剪切层的详细描述,携剪试验的剪切面(带)有四种类型:泥化夹层、炭质页岩、软岩夹煤线、含炭屑砂岩或砂岩夹断续煤线。其中前三类可归为不同的软弱结构面。由于工程中一般采用屈服值,所以这里只就屈服值的变化规律进行简单的分析,且剪切强度特性与剪切方向有关。
(1)泥化夹层型结构面强度
在溢洪道下段内侧边坡1#排水洞2#采样点所采集的泥化夹层结构面比较典型。原始的层状岩层形成后,在后期多次强烈的构造作用下,将炭质页岩、泥质粉砂岩、煤等软质岩挤压与研磨,形成未胶结的岩石碎屑粉末夹层。含泥质、贯通性是该类软弱面的主要特征。2#RXN、4#RXN两组试样其抗剪强度参数是:内聚力C一般在0.09～0.16MPa之间,平均为0.12MPa,内摩擦角φ变化在10.9°～33.9°之间,平均为22.7°。当泥化夹层中黏粒含量愈高、滑腻性矿物含量愈多或饱水时,其强度愈接近下限值,其黏聚强度可能降低到0.02MPa以下,反之则接近上限值。
(2)炭质页岩型结构面强度
含炭质泥岩或泥页岩结构面强度的综合,受构造变形的影响较大。边坡软弱带中所发育的炭质页岩为层间剪切破碎带的主体,其岩性软弱,呈散体结构,压缩变形量大,强度很低,岩体质量极差。1#LXT、2#RXT、5#RXT三组试样其抗剪强度的参数是:内聚力C一般在0.06～0.22MPa之间,平均为0.13MPa,内摩擦角φ变化在18.5°～26.5°之间,平均为23.03°。若含泥较重,页理镜面较发育或饱水时,剪切强度两参数可取下限值;若砂页岩互层,构成了软硬相间的岩性组合,在剪切过程中,其中细软物质可以被挤紧,硬质砂性物则产生很大的摩阻力,因而剪切强度的两参数可取靠近上限值。
(3)软岩夹煤线型结构面强度
以确定含煤或夹煤线的结构面强度为主,大都呈碎裂状,其煤层厚度不大且不稳定。软岩夹煤线型结构面各单体边坡发育不均一,受构造变形的影响较大。
1#LX、5#RXM、6#RL三组试样其抗剪强度的参数是:内聚力C一般在0.05～0.18MPa之间,平均为0.09MPa,内摩擦角φ变化在11.9°～40.0°之间,平均为21.4°。剪切强度由其中软弱部分所控制,一般不含或很少有充填物,未受胶结。当光滑破裂面愈平直、擦痕愈微细、微粗糙度愈小或饱水时,其抗剪强度愈接近下限值。反之,抗剪强度就愈接近上限值。
(4)含炭屑砂岩型结构面强度
涵盖了泥质粉砂岩型和粉砂质泥岩型结构面强度,具条带状的泥质粉砂结构,定向构造。泥质粉砂岩岩性软弱,遇水较迅速崩解。岩体结构属镶嵌碎裂结构,其质量较差,并具有较大的压缩变形。3#LX抗剪强度的参数是:内聚力C为0.28MPa,内摩擦角φ为34.1°。在边坡软岩中,其结构面强度相对较大。
㈧ 关于实验成果的作文
小实验大收获
今天下午，我们在教室里进行了一次小实验。
原本，我们在教室里静静的埋头写作文，连针掉在地上的声音都能听见，周围都是“刷刷”急促的写字声。突然曹老师打破了沉寂，提出了一个话题，就是这个话题引起了我们的注意，所有低着的头都慢慢抬起----做一个小实验。
实验的材料很简单：一本英语书、一本社会书。
拿着两个材料干什么了呢？我们疑惑不解，曹老师似乎看出了我们的心思，于是连忙说出怎样实验：拿两本页数差不多的书，然后一本一页的重叠。
听完曹老师对实验的简介，我们各自从书包里抽出这两本书，按老师的要求一页一页的重叠。大功告成，叠好了变成了一本厚厚的书接下来该怎么办了呢？旋转？从高处往低处扔？······一大团疑惑出现在我们脑海里。曹老师接着说：“然后你们把这两本书分开结果会怎样？”我们怀着好奇的心情而把这两本书分开了，这很容易呀！可为什么周围有好多人分不开来了呢？曹老师面带笑容不说出答案让我们猜。我们互相讨论了可总是说不到点子上。
于是，曹老师忍不住想向我们解释出了其中的道理：因为有些人经常翻书，摩擦力较多；有些人不经常翻书，摩擦力就少。摩擦力多的容易分开，而摩擦力小的就很难分开，有时甚至分不开。
真实生活处处皆学问呀！一个小小的实验，竟引来这么多的道理。真是不试不知道，一试吓一跳呀！
望采纳。
㈨ 穆瓦桑有哪些试验成果
穆瓦桑除了制出单质氟以外，还设计出了一种用电弧加热的特殊电炉，后人称回它为穆瓦桑电炉答。这种电炉被广泛用于加热难熔的氧化物，不仅还原出大量的金属(钼、钽、铌等)，还制取出了很多的金属氮化物、硼化物和碳化物。他也因在这两方面的贡献而获得了1906年诺贝尔化学奖。但长期在有毒气体的环境下工作，他的身体受到了严重危害，1907年2月20日，年仅54岁的穆瓦桑在巴黎去世。