裸眼井盐岩蠕变力学行为分析

第23卷 第14期

岩石力学与工程学报 23(14)：2374～2376

2004年7月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering July ，2004

2003年6月20日收到初稿，2003年8月22日收到修改稿。 * 国家自然科学基金(50304010，50234030)资助项目。

作者 郑力会 简介：男，34岁，现为石油大学博士研究生、高级工程师，主要从事石油工程方面的科研与管理工作。E-mail ：zhenglihui@https://www.wendangku.net/doc/db11204006.html, 。

裸眼井盐岩蠕变力学行为分析

*

郑力会1 谢又新2

刘会良3 熊友明3

(1石油大学(北京)石油天然气工程学院 北京 102200) (2中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司 库尔勒 841000)

(3西南石油学院 南充 637001)

摘要 盐岩蠕变对石油钻井危害性极大。利用有限元分析方法对井下盐岩的蠕变进行了计算分析，确定了裸眼井在非均匀地应力下，井眼的半径收缩量、蠕变闭合时间与井深、泥浆密度、地应力系数、不均匀系数、时间的关系。计算结果在现场钻井中符合较好。

关键词 石油工程，裸眼井，盐岩，蠕变，分析

分类号 TE 21，TD 313+.1 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)14-2374-03

ANALYSIS ON MECHANICAL BEHAVIOR OF SALT

ROCK WITH BARE HOLE

Zheng Lihui 1，Xie Youxin 2，Liu Huiliang 3，Xiong Youming 3

(1Institute of Petroleum and Gas Engineering ，University of Petroleum ， Beijing 102200 China )

(2Tarim Oil-field Company ，PetroChina ， Korla 841000 China ) (3Southwest Petroleum Institute ， Nanchong 637001 China )

Abstract The creep of salt rock is very harmful in petroleum drilling. The creep of salt rock is calculated and analyzed by finite element method. The relations among shrinkage of bare hole radii ，creeping shrinkage time ，hole depth ，density of drilling fluid ，in-situ stresses coefficient ，non-uniform coefficient and time are given. The calculation results are successfully applied into Tarim oil field.

Key words petroleum engineering ，bare hole ，salt rock ，creep ，analysis

1 引 言

岩石的蠕变是岩石流变性的宏观表现。岩石蠕变是指恒定载荷持续作用下，岩石的变形随时间增长而不断增大的现象。到目前为止，人们进行了大量的研究工作[1

～5]

，对于理论研究的深入开展和指

导实际生产具有一定意义。实验表明，岩石的蠕变与材料种类，载荷大小、性质以及所处的环境(温度、湿度、围压)有关。在不同恒定载荷和不同环境下，即使是同一种岩石，也会有不同的蠕变曲线[6

，7]

，

但曲线形状大致类似，可归纳为如图1的典型蠕变曲线。

图1 单轴蠕变试验曲线 Fig.1 Uniaxial creeping test curve

稳态蠕变速率

第23卷 第14期 郑力会等. 裸眼井盐岩蠕变力学行为分析 ? 2375 ?

根据蠕变曲线，岩石的蠕变可以划分为3个特征阶段：

流变开始阶段(AB 段)：也称过渡蠕变阶段，在这个阶段内，应变速率迅速递减，当达到B 点时应变速率达到最小值。这一阶段的长短，取决于岩石的种类、温度和压力的大小，有的仅仅数小时，有的可达数千或数万小时。

蠕变第2阶段(BC 段)：也称稳态蠕变阶段，在这一阶段中，蠕变应变速率保持不变，一直到C 点结束。

蠕变第3阶段(CD 段)：也称加速蠕变阶段，这一阶段蠕变的速率迅速增加，岩石随即发生破坏(D 点)，这一阶段一般时间不太长。

一般来说，对于脆性材料，表现为I ，III 段，而对于盐岩、泥岩等延性材料来说，则表现为I ，II 段，由于过渡蠕变阶段相对于稳态蠕变阶段来说其持续时间极短，在工程上可以不考虑，因此延性材料的蠕变特性可用稳态蠕变速率来衡量。

盐岩的稳态蠕变速率受许多因素的制约，一般表达式如下[8]：

t

t k T h g Af c c d )(d )()()(εσε

=& (1) 式中：A 为常数；c ε

&为等效蠕变应变速率；σ，c ε，T 和t 分别为等效应力、等效蠕变应变、温度和时间。虽然盐岩的稳态蠕变应变速率受许多因素的影响，但其主要影响因素是温度和压力。

利用上式，本文对塔里木盆地某井盐岩的蠕变特性进行了实验测定，得到盐岩的稳态速率与温度、压力的关系为

σT σΔ+?=6) 0.0294 (0.00070.034e 0.006e c ε

& (2) 式中：ε

&为盐岩的稳态蠕变速率(1/h)；c σ为盐岩材料所受围压(MPa)；T 为盐岩材料所处温度(℃)；σΔ为盐岩材料所受压力差(MPa)，c 1σσσ?=Δ。

2 非均匀地应力下裸眼井盐岩蠕变有

限元计算及分析

为了对塔里木盆地某井部位的盐岩蠕变进行计算分析，本文建立了如下模型。

盐岩段井深1 000～8 000 m 。 泥浆密度：

410372.1×=ρ～1.960×104 N/m 3。

井眼直径：井径扩大按钻头直径的15%计算，设钻头直径为311.15 mm ，则井眼直径为357.82 mm 。

地温[9]：20100

4

.1+=H

T ℃，其中，H 为井深。 盐岩材料的弹性模量[10]E = 5 000 MPa ，泊松比=μ0.3。

为使问题简化，本文将其作为平面应变问题来研究，由于对称性，模型只取横截面的1/4。

图2是非均匀地应力作用下裸眼井井眼的蠕变变形图，从图上可以看出，此时的井眼形状不再是均匀地应力下的圆形，而是椭圆。井眼半径沿小值地应力h σ一方增大，沿大值地应力H σ一方减小，最后直至井眼封闭。

图2 井眼蠕变变形图

Fig.2 Chart of creep of bare hole

为了研究井深、泥浆密度、地应力系数λ、不均匀系数δ对井眼蠕变收缩的影响，本文进行了大量的分析计算，分别考虑井深为1，2，3，4，5，

6，7，8 km ，泥浆密度为1.4，1.6，1.8，2.0 g/cm 3，不均匀系数为0.6，0.7，0.8，0.9时，共128种情况下的井眼蠕变情况。

图3给出的是H σ方向井眼半径收缩量随时间的变化曲线，图中的2条水平线钻头R R 15.0=Δ，井眼R R =Δ分别表示井眼半径收缩量为钻头半径的

15%和井眼闭合。

在一定的参数下(即井深H 、泥浆密度ρ、地应力系数λ、不均匀系数δ一定时)，井眼半径收缩量随时间的变化曲线是线性的，随着井深的增加，直线的斜率也增加，但是当井深超过4 000 m 以后，可以看出井深对斜率的影响越来越小，如图3所示。

经过拟合处理可以得到井眼半径收缩量随时间t 、井深H 、泥浆密度ρ、地应力系数λ、不均匀系数δ的变化关系曲线：

[?

??

=Δ?8 648 053.0()2 875 000.02 823 004.0(e 3478.43)36 146.1837 961.0(ρλδρH t R

]δρρ)07 1.98244 (2.382e )27 611.0? (3)

变形前

? 2376 ? 岩石力学与工程学报 2004年

图3 井眼半径收缩量随时间变化曲线(ρ = 1.4 g/cm 3，

δ = 0.6)

Fig.3 Curves of shrinkage of bare-hole radii vs. time (ρ =

1.4 g/cm 3，δ = 0.6)

图4是井眼半径收缩量为钻头R 15.0的时间-井深曲线。从图中可以看出：随着井深增加，井眼半径收缩时间t 减少；随着泥浆密度的增加，井眼半径收缩时间t 增加。

图4 时间-井深曲线(δ = 0.6，λ = 0.023，ΔR =0.15R 钻头) Fig.4 Curves of well-depth vs. time (δ = 0.6，λ = 0.023，

ΔR = 0.15R 钻头)

井眼半径收缩时间t 与井深H 、泥浆密度ρ、地应力系数λ、不均匀系数δ的具体关系如下：

()ρδδ64 353.072 792.1e )345 2041 3(??=t ·

()

()()7

866.049 993.681 971.4128 006.0032.023 478.43????ρδρδλH (4)

3 结 论

(1) 裸眼井在均匀地应力(即不均匀系数=δ1时)作用下，井眼形状保持不变，仍为圆形；非均匀地应力(即不均匀系数0≤δ＜1时)作用下，井眼形

状将发生变化，由圆形变为椭圆形。

(2) 裸眼井在非均匀地应力作用下，井眼形状

不再是均匀地应力下的圆形，而是椭圆形。井眼半径沿小值地应力h σ一方增大，沿大值地应力H σ一方减小，最后直至井眼封闭。

(3) 裸眼井在非均匀地应力作用下，井眼的半径收缩量R Δ与井深H 、

泥浆密度ρ、地应力系数λ、不均匀系数δ、时间t 有关，其关系式如式(3)。

(4) 裸眼井在非均匀地应力作用下，井眼的蠕变闭合时间t 与井深H 、

泥浆密度ρ、地应力系数λ、不均匀系数δ有关。井越深，蠕变闭合时间越短；不均匀系数δ越小(即地应力的不均匀性越大)，井眼蠕变闭合时间越短；泥浆密度ρ越小(即内压越小)，井眼蠕变闭合时间越短；地应力系数λ越小，井眼蠕变闭合时间越短。

(5) 井眼半径收缩量为钻头R 15.0时的时间t 与井深H 、泥浆密度ρ、地应力系数λ、不均匀系数δ有关，其关系式如式(4)。

(6) 此分析在塔里木盆地某井的应用成功地指导了钻井和地质任务。

参 考 文 献

1 徐 平，夏熙伦. 三峡工程花岗石蠕变特性试验研究[J]. 岩土工程学报，1996，18(4)：63～67

2 闫相桢，杨恒林，杨秀娟. 泥岩蠕变导致套管变形损坏机理分析[J]. 钻采工艺，2003，26(3)：65～68

3 宋卫东，陆丽娟，魏风勇. 塔里木盆地A 区深部盐层蠕变特性试验研究[J]. 断块油气田，1999，6(2)：49～52

4 曾义金. 钻井液密度对膏盐层蠕变影响的三维分析[J]. 石油钻采工艺，2001，23(6)：1～3

5 杨春和，殷建华，何开平等. 盐岩应力松弛效应的研究[J]. 岩石力学与工程学报，1999，18(3)：262～265

6 韩建增，施太和，何开平等. 一种盐岩蠕变参数的现场评价方法[J]. 西南石油学院学报，2001，23(3)：26～29

7 何开平，张良万，张正禄等. 盐膏层蠕变粘弹性流体模型及有限元分析[J]. 石油学报，2002，23(3)：102～106

8

徐 平，夏熙伦. 三峡工程花岗石蠕变特性试验研究[J]. 岩土工程学报，1996，18(4)：63～67

9

徐朝仪，黄振国. 塔北深探井厚膏层蠕动地层钻井技术[J]. 钻采工艺，1997，20(1)：1～5

10

金 衍，陈 勉，柳贡慧. 盐膏岩地层的井眼缩径变形分析[J]. 石油大学学报(自然科学版)，1999，23(2)：37～39

半径收缩量ΔR /m m

岩土力学试题2答案

一、填空题（本大题共5小题，每小题3分，总计15分） 1、土的三相组成是指： 固相 、 液相 、 气相 。 2、土层中的毛细水带分：正常毛细水带、毛细网状水带、毛细悬挂水带三种。 3、土的三轴试验方法分：不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪。 4、均质粘性土圆弧滑动面的形式有：坡脚圆、坡面圆、中点圆。 5、地基剪切破坏的形式有：整体剪切破坏、局部剪切破坏、刺入剪切破坏 二、选择题（在每个小题四个备选答案中选出一个正确答案，填在下面表格中） （本大题共5小题，每小题3分，总计15分）） 1、已知土的重度γ，土颗粒重度γS 、土的含水量ω、水的容重γW ，则浮重度r '为 （A ） ω +1r w γ+ （B ） () 11-+r S ωγ （C ） ) 1()(ωγγγ +-S W S r -w γ （D ） w S W S r γωγγγ++-) 1()( 2、已知某粘性土的液限为42%，塑限为22%，含水量为52%，则其液性指数、塑性指数分别为： （A ） 20、1.5 （B ） 20、30 （C ） 1.5、20 （D ） 1.5、30 3、某土层厚度为3m ，重度为193 /m KN ，则该土层深2m 处的自重应力为： （A ） 5.7 KPa （B ） 3.8 KPa （C ） 57 KPa （D ） 38 KPa 4、已知土层的前期固结压力c p 为0.2MPa ，土层自重应力0p （即自重作用下固结稳定的有效竖向应力）为0.3 MPa ，则该土层属于： （A ） 超固结土 （B ） 欠固结土 （C ） 正常固结土 （D ） 不能确定 5已知某土样内摩擦角0 26=φ，粘聚力为KPa c 20=，承受最大主应力和最小主应力分别为 KPa 4501=σ，KPa 1503=σ，则该土体：

软岩的工程地质特性研究

随着地下工程建设规模不断扩大，在城乡建设、水电、交通、矿山、港口以及国防军事等领域都涉及软岩问题，而国家西部大开发的战略实施，大量的交通、能源与水利工程在西部的兴建，地下工程软弱围岩的稳定性和支护方法更已成为地下工程中迫切需要解决的问题。在我国天生桥、二滩、小浪底、乌江构皮滩、瀑布沟等大型水电工程中，均存在软弱岩体的流变性及围岩的稳定性问题；许多煤矿开采时间较长，由于资源开采深度的增加，使一些生产矿井软岩巷道大变形、大地压、难支护的工程问题更加突出；在软岩地区修建的桥隧工程中，围岩的稳定性同样是工程设计和施工中的重点和难点，且常常由于围岩地质条件多变，围岩、支护结构失稳事故时有发生，给人民生命财产造成巨大损失。 1 软岩的概念及其物理力学特征 1.1 软岩的概念 关于软岩的定义，总括起来，大体上可分为描述性定义、指标化定义和工程定义3类。1984年12月在昆明召开的煤矿矿山压力名词讨论会，将软岩界定为“强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层”，并从地质岩体分类的角度指出该类岩石的常见种类多为泥岩、页岩、粉砂岩和泥质矿岩，是天然形成的复杂的地质介质。这是一种典型的描述性定义方式。而到了1990年至1993年间，国际岩石力学学会逐步将软岩明确定义为单轴抗压强度（ c）在0.5~25MPa之间的一类岩石。虽然此种包含具体指标的定义方式考虑了岩石的物理力学性质，但这种分类仍然属于从地质角度定义软岩的范畴，未考虑施工条件和使用环境的差异，将该定义用于工程实践中会出现一些矛盾。如地下硐室所处深度足够的浅，地应力水平足够的低，则单轴抗压强度小于25MPa的岩石也不会产生软岩的特征，工程实践中，采用比较经济的一般支护技术即可奏效；相反，单轴抗压强度大于25MPa的岩石，当其工程部位所处的深度足够的深、地应力水平足够的高，也可以产生软岩的大变形、大地压和难支护的现象。因此，地质软岩的定义用于工程实践时往往产生歧义。 近些年，工程软岩的概念被提了出来，它是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。如果说目前流行的软岩定义强调了软岩的软、弱、松、散等低强度的特点，那么工程软岩的定义不仅重视软岩的强度特性，而且强调软岩所承受的工程力荷载的大小，强调从软岩的强度和工程力荷载的对立统一关系中分析、把握软岩的相对性实质。 工程软岩要满足的条件是：

岩土力学作业形成性考核册标准答案

岩土力学作业形成性考核册标准答案

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2

岩土力学 作业一 说明：本次作业对应于文字教材1至3章，应按相应教学进度完成。 一、填空题 （每空1分，共计25分） 1．工程上常用的土的密度有湿密度、饱和密度、浮密度和干密度。 2．土是由 固相 、 气相 、和 液相 三部分组成。 3．土体的应力按引起的原因分为 自重应力 和 附加应力 两种。 4．对于天然土，OCR>1时的土是 超固结土 ，OCR=1的土属于 正常固结土 ，而 OCR<1的土是 欠固结土 。 5.土的颗粒分析试验最常用的室内试验方法有 筛析法 和 比重计法 。 6. 土体的变形可分为由正应力引起的 体积变形 和由剪应力引起的 形状变形 。 7.按照土颗粒的大小、粒组颗粒含量把地基土分成碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。 8.根据渗透破坏的机理，渗透破坏的形式主要有流土、管涌、接触流失和接触冲刷。 9.控制坝基及地基的渗流，其主要任务可归结为三点：一是尽量减少渗漏量；二是提早释放渗透压力，保证地基与水工建筑物有足够的静力稳定性；三是防止渗透破坏，保证渗透稳定性。 二、问答题 （每小题5分，共计35分） 1．什么是孔隙比e 、孔隙率n ，二者的关系。 孔隙比为土中孔隙的体积与土粒的体积之比；孔隙率为土中孔隙的体积与土的体积之比；关系为：n=e/(1+e)，或e=n/(1-n) 。 2．固结度指：在某一固结应力作用下，经某一时间t 后，土体发生固结或孔隙水应力消散 的程度。 3. 在压力作用下，饱和土体固结的力学本质是什么？ 在某一压力作用下，饱和土体的固结过程就是土体中的超孔隙水应力不断消散、附加有效应力不断增加的过程，即超孔隙水应力逐渐转化为附加有效应力的过程。 4. 土的级配曲线的特征可用哪两个系数来表示？这两个系数是怎样定义的？ 答：不均匀系数u C 和曲率系数c C 1060d d C u = ， ()60 102 30d d d C c = 10d ，30d ，60d 为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为10%，30%，60%时所 对应的粒径。

国开《岩土力学》2022期末试题及答案(试卷号：1181)

国家开放大学电大本科《岩土力学》2022 期末试题及答案（试卷号：1181） 一、单项选择题（每小题 3 分，共 30 分。在所列备选项中，选 1 项正确的或最好的作为答案，将选项号填入各题的括号中） 1．若土的压缩曲线(e-p 曲线)较陡，则表明( )。 A．土的密实度较大 B．土的空隙比较小 C．土的压缩性较高 D．土的压缩性较低 2．控制坝基的渗流变形，以下哪个说法正确？( ) A．尽量缩短渗流途径 B．尽量提高水力坡降 C．尽量减少渗透量 D．尽量采取蓄水增压措施 3．前期固结压力小于现有覆盖土层自重应力的土称为( )。 A．欠固结 B．次固结 C．正常固结 D．超固结 4．当土体中某个方向上的剪应力达到土的抗剪强度时，称该点处于( )状态。 A．允许承载 B．剪切破坏 C．稳定 D．极限平衡 5．用库仑土压力理论计算挡土墙土压力时，基本假设之一是( )。 A．墙后填土必须是干燥的 B．墙背直立 C．填土为无黏性土 D．墙背光滑 6．地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时的基底最小压力为( )。 A．允许承载力 B．极限承载力

C．承载力特征值 D．原始土压力 7．围岩变形破坏的形式与特点，除了与岩体内的初始应力状态和洞形有关外，主要取决于( )。A. 围岩的岩性 B．围岩的岩性及结构 C．围岩的结构 D．围岩的大小 8．岩石在破坏之前的变形较大，没有明显的破坏荷载，表现出显著的塑性变形、流动或挤出，这种 破坏即为( )。 A.脆性破坏 B．弱面剪切破坏 C．塑性破坏 D．受压破坏 9．下面关于地应力的描述正确的是( )。 A.地层中由于过去地质构造运动产生和现在正在活动与变化的力或地质作用残存的应力 B．岩体在天然状态下所存在的内应力 C．由上覆岩体的自重所引起的应力 D．岩体在外部载荷作用下所产生的应力 10.弹性抗力系数不仅与岩石性质有关，而且与隧洞的尺寸也有关系，隧洞的半径越大，则岩体的弹 性抗力系数将( )。 A．越大 B．越小 C．稍微增大 D．不变 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。判断以下说法的正误，并在各题后的括号内进行标注。正确的标注√，错误的标注×） 11．岩石浸水饱和后强度降低的性质称为岩石的软化性，用软化系数表示。( ) 12.达西定律只适用于层流的情况，对于粗砂、砾石等粗颗粒土不适用。( ) 13.根据有效应力原理，外力作用于饱和土体后，由土的骨架承担的部分称为孔隙压力，由水承担的 部分称为有效应力。( ) 14.砂土在振动荷载作用下，从固体状态变为液体状态的现象，称为砂土液化。( )

物理硕士专业及研究方向

物理所硕士招生专业及研究方向 理论物理 主要研究方向 1、高温超导体机理、BEC理论及自旋电子学相关理论研究。 2、凝聚态理论； 3、原子分子物理、量子光学和量子信息理论； 4、统计物理和数学物理。 5、凝聚态物理理论、计算材料、纳米物理理论 6、自旋电子学，Kondo效应。 7、凝聚态理论、第一原理计算、材料物性的大规模量子模拟。 8、玻色-爱因斯坦凝聚, 分子磁体, 表面物理，量子混沌。 凝聚态物理 主要研究方向 1、非常规超导电性机理，混合态特性和磁通动力学。 （1）高温超导体输运性质，超导对称性和基态特性研究。 （2）超导体单电子隧道谱和Andreev反射研究。 （3）新型Mott绝缘体金属－绝缘基态相变和可能超导电性探索。 （4）超导体磁通动力学和涡旋态相图研究。 （5）新型超导体的合成方法、晶体结构和超导电性研究。 2、高温超导体电子态和异质结物理性质研究 （1）高温超导体和相关氧化物功能材料薄膜和异质结的生长的研究。 （2）铁电体极化场对高温超导体输运性质和超导电性的影响的研究。 （3）高温超导体和超大磁电阻材料异质结界面自旋极化电子隧道效应的研究。 （4）强关联电子体系远红外物性的研究。 3、新型超导材料和机制探索 （1）铜氧化合物超导机理的实验研究 （2）探索电子―激子相互作用超导体的可能性 （3）高温超导单晶的红外浮区法制备与物理性质研究 4、氧化物超导和新型功能薄膜的物理及应用研究 （1）超导/介电异质薄膜的制备及物性应用研究 （2）超导及氧化物薄膜生长和实时RHEED观察 （3）超导量子器件的研究和应用 （4）用于超导微波器件的大面积超导薄膜的研制 5、超导体微波电动力学性质，超导微波器件及应用。 6、原子尺度上表面纳米结构的形成机理及其输运性质 （1）表面生长的动力学理论； （2）表面吸附小系统(生物分子，水和金属团簇)原子和电子结构的第一性原理计算；（3）低维体系的电子结构和量子输运特性(如自旋调控、新型量子尺寸效应等)。. 7、III-V族化合物半导体材料及其低维量子结构制备和新型器件探索 （1）宽禁带化合物（In/Ga/AlN，ZnMgO）半导体及其低维量子结构生长、物性、微结构以及相互关系的研究，宽禁带化合物半导体新型微电子、光电子器件探索； （2）砷化镓基、磷化铟基新型低维异质结材料的设计、生长、物性研究及其新型微电子/光电子器件探索；

地下水和围压对软岩力学性质影响的试验研究

第26卷第11期岩石力学与工程学报V ol.26 No.11 2007年11月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov.，2007 地下水和围压对软岩力学性质影响的试验研究 郭富利，张顶立，苏洁，肖丛苗 (北京交通大学隧道及地下工程教育部工程研究中心，北京 100044) 摘要：常规三轴压缩试验一直是认识岩石在复杂环境(如地下水丰富和高地应力)下力学性质的主要手段，因此， 利用XTR01–01型微机控制电液伺服岩石三轴试验仪研究在不同饱水时间和不同围压下软岩强度的变化规律， 就宜万铁路堡镇隧道高地应力大变形段中所揭示的黑色炭质页岩设计了不同饱水状态下的三轴试验方案，并进行 了三轴力学性质测试，描述了软岩在饱水时间为1个月的全应力–应变曲线特征，重点探讨了围压和饱水状态对 软岩强度的影响规律，详细分析了二者对软岩强度变化的作用机制及特点。最后，根据围岩动态演化规律，结合 试验研究结论，提出高地应力软弱围岩的支护原则。 关键词：岩石力学；饱水软岩；力学性质软化；三轴试验；支护原则 中图分类号：TU 452 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2007)11–2324–09 EXPERIMENTAL STUDY ON INFLUENCES OF GROUNDWATER AND CONFINING PRESSURE ON MECHANICAL BEHA VIORS OF SOFT ROCKS GUO Fuli，ZHANG Dingli，SU Jie，XIAO Congmiao (Tunnel and Underground Engineering Research Center of Ministry of Education，Beijing Jiaotong University，Beijing100044，China) Abstract：Baozhen tunnel is the only soft rock tunnel and the key project in the Yichang—Wanzhou Railway. The very complex geological environments，such as high earth stress，deep-buried rich groundwater，very weak and cracked rock masses and asymmetric pressure along the rock strata，make self-stability of the tunnel unfavorable. During tunnel construction，the high deformation rate，intense and long-time deformation are the basic characteristics. At the same time，the deformation shows asymmetrical features and uniformities. Through analyzing the causes of large deformation，it is deemed that groundwater and high earth stress are the critical factors causing large deformation. So using XTR01–01 microcomputer electro-hydraulic servo-controlled triaxial test instrument to study the change law of soft rock strength under different saturated time and confining pressure is significant to assure the design, construction and operation safety of tunnel. The mechanical behaviors of black macker that is widely distributed in Baozhen tunnel are discussed by designing a series of triaxial compressive tests under different saturated times；and research on variation laws of mechanical properties under different confining pressures and saturated times is carried out，describing complete stress-strain curve of macker(saturated time is 1 month) with different confining pressures. The variation laws along with confining pressure and saturated time are analyzed. In addition，the mechanism and relationship between confining pressure，saturated time and strength are researched. Finally，according to dynamic evolution law of adjacent rock，the supporting principles for large deformation in weak rock and high earth stress are put forward. Key words：rock mechanics；water-saturated soft rocks；softening of mechanical properties；triaxial test；supporting principles 收稿日期：2007–06–18；修回日期：2007–07–26 基金项目：国家高技术研究发展计划(863)项目(2006AA11Z119) 作者简介：郭富利(1976–)，男，2003年毕业于太原理工大学采矿工程专业，现为博士研究生，主要从事岩石力学试验方面的研究工作。E-mail：guofuli1@https://www.wendangku.net/doc/db11204006.html,

《岩土力学(本科必修)》2017期末试题及答案

《岩土力学(本科)》2017期末试题及答案 一、判断题(每题3分，共30分) 1．不均匀系数C。愈大，说明土粒愈不均匀。( ) 2．同一种土的抗剪强度是一定值，不随试验方法和排水条件不同而变化。( ) 3·根据莫尔一库伦准则可证明均质岩石的破坏面法线与大主应力方向间夹角为45。一号。( ) 4．由于洞室围岩的变形和破坏而作用于支护或衬砌上的压力称为围岩压力。( ) 5．洞室的形状相同时，围岩压力与洞室的尺寸无关。( ) 6·土的颗粒分析试验最常用的室内试验方法有筛析法和比重计法。( ) 7·岩石的破坏形式可分为脆性破坏、延(塑)性破坏和弱面剪切破坏三种。( ) 8．岩石的饱水系数对于判别岩石的抗冻性有重要意义。( ) 9．土的抗剪强度试验的目的是测定土的最大主应力。( ) 10·库仑土压力理论的计算公式是根据滑动土体各点的应力均处于极限平衡状态而导出的。 ( ) 二、简答题(每题l0分，共40分) 1．土的级配曲线的特征可用哪两个系数来表示?这两个系数是怎样定义的? 2．什么叫土的抗剪强度?常用的试验方法有哪些? 3．确定地基承载力的方法有哪些? t 4．什么叫滑坡?滑坡滑动面的形式有几种? ’’ 三、计算题(每题l5分，共30分) 1．某试样，在天然状态下的体积为140cm3，质量为240g，烘干后的质量重为190g，设土粒比重为2．67，试求该试样的天然容重、含水量、孔隙比、饱和度。 2．有一8m厚的饱和粘土层，上下两面均可排永，现从粘土层中心处取得2cm厚的试样做固结试验(试样上下均有透水石)。试样在某级压力下达到60%的固结度需要8分钟，则该粘土层在同样的固结压力作用下达到60％的固结度需要多少时间?若该粘土层单面排水，所需时间为多少? 试题答案及评分标准

软物质的测定方法及应用1

软物质的测定方法及应用

软物质的测定方法及应用 姓名：张春霞学号：111791 化学化工学院物理化学 指导教师：刘守信职称：教授 摘要：本文主要以微凝胶为例研究了软物质的测定方法，综述了显微技术、示差扫描量热技术、浊度法、散射技术、及荧光光谱等在微凝胶结构的应用，最后概述了软物质的应用。 关键词软物质微凝胶显微技术浊度法荧光光谱应用 前言 软物质是最近几年诞生的新兴学科，在美国被称为“复杂流体”。1991年诺贝尔物理学奖得主热纳将软物质作为其获奖演讲的题目，提出了软物质的研究。软物质是指处于固体和理想流体之间的物质，一般由大分子或基团组成，如液晶、聚合物、胶体、膜、泡沫、颗粒物质、生命体系物质等，它们在自然界、生命体、日常生活和生产中普遍存在。国际上许多研究机构均在大力开展软物质的研究，在国外的物理教科书中已经有了软物质的内容，而国内则尚未见到。 1软物质的测定方法 软物质的种类多，范围宽，为了更精准研究软物质的测定方法，本文选择软物质的其中一种类型——微凝胶来展开阐述。 微凝胶一般是指平均直径在50nm~ 5цm、被良溶剂溶胀的交联乳胶颗粒. 本文主要综述了显微技术、示差扫描量热技术、浊度法、散射技术、及荧光光谱等在微凝胶结构与性能研究中的应用、主要研究结果, 并对微凝胶未来的研究方向提出了一些建议。 1.1 显微技术 电子显微技术, 特别是透射电子显微技术(TEM)和扫描电子显微技术( SEM) ,最早且最常用于考察微凝胶的形态、大小及分散性[1，2,4]。近来, 研究人员已不仅仅局限于用TEM 技术来考察微凝胶的形态、大小及性。例如, Lee等[ 5]利用TEM 详细考察了无皂乳液聚合法合成温敏性微凝胶的合成机理、热响应性质等, 并且通过乙酸双氧铀染色、利用TEM 技术考察了功能性阴离子基团在共聚型微凝胶网络中的分布情况。20 世纪80 年代中期推出的原子力

河海大学工程力学教学条件

河海大学工程力学教学条件 1. 教学平台 工程力学专业拥有国家工科基础课程（力学）教学基地、国家级力学实验教学示范中心、国家级力学基地教学团队，国家级教学名师3人（品牌专业建设以来2人），国家级双语教学示范课程1门（结构力学）。 2. 精品课程 4门国家级精品课程：理论力学，弹性力学及有限单元法，结构力学，水力学（品牌专业建设前被评）。 3. 教材建设 面向21世纪工程力学系列教材”(包括静力学基础、动力学基础、材料力学、结构静力学、结构动力学、弹性力学和计算力学共7本)——河海大学出版社（获河海大学优秀教材一等奖）； 《理论力学》——高等教育出版社（获江苏省教学成果二等奖）； 《弹性力学》（上、下册）——高等教育出版社； 《理论力学课堂教学系统与素材库》——高等教育出版社； 《力学创新与妙用——开发创造力》——高等教育出版社； 《力学建模导论》——科学出版社； 《细观力学》——科学出版社； 《有限单元法及其应用》——科学出版社； 《理论力学》——中国电力出版社； 《材料力学》——中国电力出版社； 《材料力学习题解答》——中国电力出版社； 《工程优化—原理、算法及实施》——机械工业出版社； 《工程力学》（少学时）——机械工业出版社； 《工程力学》（多学时）——机械工业出版社； 《工程力学学习指导与解题指南》——机械工业出版社； 《工程优化—原理、算法及实施》——机械工业出版社； 《有限元法与软件的工程应用》——机械工业出版社； 《工程力学》——清华大学出版社； 《结构动力学》——清华大学出版社； 《现代工程设计方法》——清华大学出版社； 《材料力学》——清华大学出版社； 《材料力学》——河海大学出版社； 《力学实验》——河海大学出版社； 《结构力学》——河海大学出版社。 《弹性力学简明教程》立体化教材体系——高等教育出版社（获江苏省高等学校精品教材奖）； 4．实践基地 校外认识实习和生产实习的实践基地共6个（其中江都水电站、三峡水电站、葛洲坝水

精选国家开放大学电大本科《岩土力学》2022期末试题及答案(试卷号：1181)

国家开放大学电大本科《岩土力学》2022期末试题及答案（试卷号：1181） 一、单项选择题（每小题3分，共30分。在所列备选项中，选1项正确的或最好的作为答案，将选项号填入各题的括号中） 1.若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（）。 A.土的密实度较大 B.土的空隙比较小 C.土的压缩性较高 D.土的压缩性较低 2.控制坝基的渗流变形，以下哪个说法正确？（） A.尽量缩短渗流途径 B.尽量提高水力坡降 C.尽量减少渗透量 D.尽量采取蓄水增压措施 3.前期固结压力小于现有覆盖土层自重应力的土称为（） A.欠固结 B.次固结 C.正常固结 D.超固结 4.当土体中某个方向上的剪应力达到土的抗剪强度时，称该点处于（）状态。 A.允许承载 B.剪切破坏 C.稳定 D.极限平衡 5.用库仑土压力理论计算挡土墙土压力时，基木假设之一是（）o A.墙后填土必须是干燥的 B.墙背直立 C.填土为无黏性土 D.墙背光滑 6.地基土发生剪切破坏而失去整体稳定时的基底最小压力为（）。

A.允许承载力 B.极限承载力 C.承载力特征值 D.原始土压力 7.围岩变形破坏的形式与特点，除了与岩体内的初始应力状态和洞形有关外，主要取决于（）。 A.围岩的岩性 B.围岩的岩性及结构 C.围岩的结构 D.围岩的大小 8.岩石在破坏之前的变形较大，没有明显的破坏荷载，表现出显著的塑性变形、流动或挤出，这种破坏即为（）。 A.脆性破坏 B.弱而剪切破坏 C.塑性破坏 D.受压破坏 9.下面关于地应力的描述正确的是（）o A.地层中由于过去地质构造运动产生和现在正在活动与变化的力或地质作用残存的应力 B.岩体在天然状态下所存在的内应力 C.由上覆岩体的自重所引起的应力 D.岩体在外部载荷作用下所产生的应力 10.弹性抗力系数不仅与岩石性质有关，而且与隧洞的尺寸也有关系，隧洞的半径越大，则岩体的弹性抗力系数将（）。 A.越大 B.越小 C.稍微增大 D.不变 二、判断题（每小题2分，共20分。判断以下说法的正误，并在各题后的括号内进行标注。正确的标注J 9错误的标注X ） H.岩石浸水饱和后强度降低的性质称为岩石的软化性，用软化系数表示。（） 12.达西定律只适用于层流的情况，对于粗砂、砾石等粗颗粒土不适用。（）

01软物质概念_高等高分子物理学 北京航空航天大学

高分子结构与性能关系的三个层次 最基本的关系?通过分子运动联系的 “分子结构与材料性能”关系?通过产品设计联系的 凝聚态结构与制品性能关系“凝聚态结构与制品性能”关系?通过凝聚态物理知识来联系的 “电子态结构与材料功能”关系 导电、超导、磁性、光学

本科高分子物理的内容 结构－分子运动－性能 结构分子运动性能Structure--Molecular motion Structure –Properties i

第一讲软物质概念 第二讲高分子单链凝聚态及多链凝聚态第三讲液晶高分子与原位复合材料 第四讲共聚/共混体系 第五讲高分子的物理老化 第六讲导电高分子

参考书 吴其晔,《高分子凝聚态物理及其进展》, 华东理工大学出版社， 2006

几条主线 单个高分 单个高分子链的高弹性交联橡胶的高弹性储能函数 应力-应变关系 热力学分析统计理论高弹性特点弹性模量小可逆弹性形变大内 旋柔 熵弹性本质模量随温度升高而变大转性 绝热拉伸时温度升高 定义 耐热性 强度论(等自由体积动力学和热力学论) 现象(体积、热力学、力学的和电磁的)意义(工艺上和学科上)玻璃化转 理论(等自由体积、动力学和热力学理论)影响因素(链柔性、相互作用和空间立构) 变测定方法(不同方法结果不能比较) 改变手段(增塑、共聚、改变相对分子质量…)

在水面单分子层上结晶——单 链单晶 实先聚 稀溶液中结晶——多层高聚物极稀溶液中结晶——单层折叠 链片晶 不同方法取向度比取向验事合后 结晶浓溶液中结 晶 片晶 由片晶扭曲而测定结果不能较细颈实||结应力作用下结晶—高聚物串晶熔体中结晶成的高聚物球 晶 不同结晶无规线团模型结构晶形态高压下结晶：伸直链晶体,与折叠链共存 条件两相结构模型折叠链模型模型高聚 物的 不同结晶超薄膜的结先结不同方法结晶度测定结果不能比 外场诱变下结晶一些特殊 的结晶现 象结晶度 晶态方式晶单体单晶经固态聚合直接成高 聚物单晶(尺寸达厘米量级的 高聚物宏单体晶后 聚合较高聚物宏观单晶体)

岩石物理力学性质试验规程 第23部分：岩石点荷载强度试验(标准状

I C S19.020 D00 中华人民共和国地质矿产行业标准 D Z/T0276.23 2015 代替D Y-94 岩石物理力学性质试验规程 第23部分:岩石点荷载强度试验 R e g u l a t i o n f o r t e s t i n g t h e p h y s i c a l a n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f r o c k P a r t23:T e s t f o r d e t e r m i n i n g t h e p o i n t l o a d s t r e n g t ho f r o c k 2015-02-04发布2015-04-01实施中华人民共和国国土资源部发布

D Z/T0276.23 2015 前言 D Z/T0276‘岩石物理力学性质试验规程“分为31个部分: 第1部分:总则及一般规定; 第2部分:岩石含水率试验; 第3部分:岩石颗粒密度试验; 第4部分:岩石密度试验; 第5部分:岩石吸水性试验; 第6部分:岩石硬度试验; 第7部分:岩石光泽度试验; 第8部分:岩石抗冻试验; 第9部分:岩石耐崩解试验; 第10部分:岩石膨胀性试验; 第11部分:岩石溶蚀试验; 第12部分:岩石耐酸度和耐碱度试验; 第13部分:岩石比热试验; 第14部分:岩石热导率试验; 第15部分:岩石击穿电压和击穿强度试验; 第16部分:岩石体积电阻率和表面电阻率试验; 第17部分:岩石放射性比活度试验; 第18部分:岩石单轴抗压强度试验; 第19部分:岩石单轴压缩变形试验; 第20部分:岩石三轴压缩强度试验; 第21部分:岩石抗拉强度试验; 第22部分:岩石抗折强度试验; 第23部分:岩石点荷载强度试验; 第24部分:岩石声波速度测试; 第25部分:岩石抗剪强度试验; 第26部分:岩体变形试验(承压板法); 第27部分:岩体变形试验(钻孔变形法); 第28部分:岩体强度试验(直剪试验); 第29部分:岩体强度试验(承压板法); 第30部分:岩体锚杆载荷试验; 第31部分:岩体声波速度测试三 本部分为D Z/T0276的第23部分三 本部分按照G B/T1.1 2009给出的规则起草三 本部分代替D Y-94‘岩石物理力学性质试验规程20.点荷载强度试验“三本部分与D Y-94相比,主要技术变化如下: 增加了 术语和定义 原理 两章; 增加了软岩试验时D值的测量说明; Ⅰ

岩土力学 作业 答案

中央广播电视大学人才培养 模式改革与开放教育试点 岩土力学 形成性考核手册 学生姓名： 学生学号： 分校班级： 中央广播电视大学编制

使用说明 本考核手册是中央广播电视大学水利水电工程专业“岩土力学”课程形成性考核的依据，与《岩土力学》教材（主编刘汉东，中央广播电视大学出版社出版）配套使用。 形成性考核是课程考核的重要组成部分，是强化教学管理，提高教学质量，反馈学习信息，提高学员综合素质和能力的重要保证。 “岩土力学”课程是水利水电工程专业的主要专业基础课，其特点是既具有丰富的理论，又具有很强的实践性，而且基本概念多，公式多，系数多，学员有时感到抓不住重点。通过形成性考核有助于学员理解和掌握本课程的基本概念、基本理论、基本计算方法，明确应掌握的课程重点。同时，形成性考核对于全面测评学员的学习效果，督促和激励学员完成课程学习，培养学员自主学习和掌握知识的能力也具有重要作用。 本课程以计分作业方式进行形成性考核。全部课程要求完成4次计分考核作业，分别对应于文字教材的1~3章、4~6章、7~9章和10~12章。学员应按照教学进度按时完成各次计分作业，教师根据学员完成作业的情况评定成绩，每次作业以100分计，并按4次作业的平均成绩计算学员的形成性考核成绩。 形成性考核成绩占课程总成绩的20%，终结性考试成绩占课程总成绩的80%。课程 总成绩满分为100分，60分为及格。 2004年3月10日

岩土力学作业一 说明：本次作业对应于文字教材1至3章，应按相应教学进度完成。 一、填空题（每空1分，共计25分） 1．工程上常用的土的密度有湿密度、饱和密度、浮密度和干密度。 2．土是由固相、气相、和液相三部分组成。 3．土体的应力按引起的原因分为自重应力和附加应力两种。 4．对于天然土，OCR>1时的土是超固结土，OCR=1的土属于正常固结土，而OCR<1的土是欠固结土。 5.土的颗粒分析试验最常用的室内试验方法有筛析法和比重 计法。 6. 土体的变形可分为由正应力引起的体积变形和由剪应力引起 的形状变形。 7.按照土颗粒的大小、粒组颗粒含量把地基土分成碎石土、砂土、粉 土、粘性土和人工填土。 8.根据渗透破坏的机理，渗透破坏的形式主要有流土、管涌、接触流失和接触冲 刷。 9.控制坝基及地基的渗流，其主要任务可归结为三点：一是尽量减少渗漏量；二是提早释放渗透压力，保证地基与水工建筑物有足够的静力稳定性；三是防止渗透破坏， 保证渗透稳定性。 二、问答题（每小题5分，共计35分） 1．什么是孔隙比e、孔隙率n，二者的关系。 孔隙比为土中孔隙的体积与土粒的体积之比；孔隙率为土中孔隙的体积与土的体积之比；关系为：n=e/(1+e)，或e=n/(1-n)。 2．固结度指：在某一固结应力作用下，经某一时间t后，土体发生固结或孔 隙水应力消散的程度。 3. 在压力作用下，饱和土体固结的力学本质是什么？

专题 软物质研究进展(I)

专题软物质研究进展（I） 在物理学研究的早期历史上，很多享誉世界的大科学家如爱因斯坦、朗缪尔、弗洛里等, 都对软物质物理的发展做出过开创性贡献。自de Gennes 1991年正式提出“软物质”概念以来，软物质物理学发展更为迅猛，不仅极大地丰富了物理学的研究对象，还对物理学基础研究，尤其是与复杂体系、非平衡现象（如生命现象）密切相关的物理学提出了重大挑战。作为物理学与数学、化学、生物学、工程等学科的重要交叉点, 软物质物理的研究, 无疑对推动多学科的交集协同发展, 有着极其重要的作用。 2005年，著名学术期刊《Science》在创刊125周年之际提出了125个世界性科学前沿问题，其中13个直接与软物质交叉学科有关。其中包括“自组织的发展程度”更是被列入前25个最重要的世界性课题中的第18位，“玻璃化转变和玻璃的本质”也被认为最具有挑战性的基础物理问题以及当今凝聚态物理的一个重大研究前沿。2007年，美国物理学会凝聚态物理委员会（CMMP 2010 Committee）发布报告《凝聚态与材料物理：我们身边的科学》，列出未来十年物理学面临的六个重大课题，其中四个直接与软物质和生命系统相关。2013年，以John Hemminger教授为首的委员会在给能源部的一份报告中写到，“对物质宏观行为至关

重要的功能的结构叠加，往往不是起源于原子或纳米量级，而是发生在介观尺度......我们已准备好揭开并控制介观尺度功能的复杂性。”在这个尺度上，经典的微观科学（连续）与现代的纳观科学（量子）产生了碰撞，这将对未来几十年的研究产生深远影响，而软物质的结构特征正好体现在该尺度上。 由于迷人的物理性质，以及巨大的实用价值、社会需求，软物质研究已经成为当代物理学乃至整个物质科学的重要组成部分，其基础性、复杂性、新奇性将为物质科学的发展注入源源不断的活力。软物质研究对材料、能源、环境、医药健康等人类面对的重大问题也有着深远的影响，对我国的国计民生具有重大的战略价值。 本刊组织的“软物质研究进展”专题, 就软物质研究中的发展现状和最新的研究成果, 进行了总结与回顾。从软物质中的理性连续介质，生物膜泡的理论研究，到胶体及颗粒多相材料；从高分子物理相关研究，到超分子凝胶与介观结构的结构与性能的关系；从”纳米原子”到”巨型分子”，干活性物质的动力学理论，到受限液晶系统的理论新进展,都做了深入浅出的总结与分析。在低维材料与相关性能方面, 本专题包括了准一维、二维受限空间到生物以及材料表面, 蛋白纤维的组装动力学, 管腔结构软组织的三维形貌失稳，水的奇异性质与液-液相变，微观尺度下的水，仿生多尺度超浸

国家开放大学电大《岩土力学》网络课形考网考作业及答案

国家开放大学电大《岩土力学》网络课 形考网考作业及答案 一、单选题（5分*15）=75分题目1 盛放在金属容器中的土样连同容器总重为454g，经烘箱干燥后，总重变为391g，空的金属容器重量为270g，那么用百分比表示的土样的初始含水量为（）。 选择一项： a. 25. 00 b. 34. 23 c. 62. 48 d. 52. 07 题目2 土的三相比例指标中可直接测定的指标为（）选择一项： a. 含水率、孔隙比、饱和度 b. 密度、含水率、干密度 c. 土粒相对密度、含水率、密度 d. 密度、含水率、孔隙比题目3 某饱和土体，土粒比重Gs = 2. 70，含水率(含水量）w=30%，水的重度γw=10kN/m3，则该土的饱和重度为（）选择一项： a. 19.4kN/m3 b. 21.2kN/m3 c. 20.2kN/m3 d. 20.8kN/m3 题目4 随着击实功的减小，土的最大干密度及最佳含水率将发生的变化是（）选择一项： a. 土的最大干密度减小，最佳含水率增大 b. 土的最大干密度增大，最佳含水率增大 c. 土的最大干密度增大，最佳含水率减小 d. 土的最大干密度减小，最佳含水率减小题目5 关于土的灵敏度，下面说法正确的是（）。 选择一项： a. 灵敏度越小，表明土的结构性越强 b. 灵敏度越大，表明土的结构性越强 c. 灵敏度越小，表明土的强度越高 d. 灵敏度越大，表明土的强度越高题目6 级配良好的砂土应满足的条件是（Cu为不均匀系数，Cc为曲率系数）选择一项： a. Cu <10 b. Cu>5 c. Cu<5 d. Cu>10 题目7 能传递静水压

岩土力学试题及答案

岩土力学答案 一、填空题（每空1分，共30分） 1.岩浆岩、沉积岩、变质岩。 2.水平构造和倾斜构造、褶皱构造、断裂构造。 3.地形条件、地质条件、气象水文条件。 4.密度、比重、含水量。 5.吸水率、饱和吸水率、饱和系数。 三、问答题（每小题5分，共20分） 1.简述影响岩石风化的因素？ 答案：主要有气候、地形、地下水、岩石性质的影响、断层裂隙的影响。 它们主要影响岩石的风化速度、深度、程度及分布规律。 2.影响土的抗剪强度的因素有哪些？ 答案：有（1）土粒的矿物成分、形状、颗粒大小与颗粒级配。 （2）土的密度。（3）含水量。（4）土体结构的扰动情况。（5）孔隙水压力的影响。 3.渗透破坏的形式有哪些？ 答案：流土、管涌、接触流失、接触冲刷。 4.何为排水固结法，排水固结法有那几种类型？ 答案：排水固结法是通过对天然地基或设置砂井竖向排水体的地基进行预压，在预压荷载的作用下地基中的孔隙水排出，使土体发生固结，强度得到逐渐提高的方法。主要有砂井法、袋装砂井法、塑料排水法。

四、计算题（1小题10分，2.3小题各15分，共40分） 1.某原状土样，试验测得容重3cm /g 7 2.1＝γ，比重G ＝2.65，含水量％＝1 .13ω。求：干容重，孔隙比，饱和度。 答案：孔隙比() ()742.0172 .1131.0165.211e ＝＝ －＝ -++γ ωG 干容重3d cm /g 52.1742.0165.2e 1＝＝＝ ++G γ 饱和度％＝＝＝8.46742 .0131 .065.2e r ?ωG S 答：（略）。 2.已知某建筑场地的地质柱状图和土的物理性质指标，试计算地面下深度z ＝2.5m 、 6.0m 和8.0m 处土的自重应力，并绘制自重应力沿深度分布图。 提示：地下水以下取浮容重()() ωγγ+-' 11G G ＝ 答案：地下水位以下第一层3 m /t 83.0＝γ'，第二层3 m /t 89.0＝γ' 自重应力计算： 地下水位处：211m /t 55.45.282.1h ＝＝?=γσSZ 第一层底： ()21111m /t 46.75.26h ＝-?'+=γγσSZ 第二层底： 222 12m /t 24.9289.046.7h ＝＝?+'+=γσσSZ SZ 。 3.已知挡土墙高10m ，墙背垂直、光滑，填土表面水平。墙后填土为中砂，重度 γ＝18kN/m 3,饱和度为sat γ＝20kN/m 3， 30＝?，地下水位离墙顶6m ，计算总主动土 压力与水压力。 % 3573.2m /t 89.13 ==ωγG ＝ ％ ＝＝＝3871.2m /t 82.13 ωγG 6

生物材料-软物质的研究

软物质的研究导论 课程：生物材料 姓名：夏培 学号：2012208087 专业：材料学（无机） 学院：材料科学与工程学院

软物质的研究导论 摘要：软物质的提出与发现，为推动二十一世纪凝聚态物质的研究提供了很大的便利。文章概述了软物质的发展和作用意义，并针对软物质的三个基本特性展开陈述，对其应用进行归纳总结。以国内外发展现状为契机，认识问题，展望未来。 关键词：软物质；特征与应用；发展现状 1.引言 软物质这一概念由法国物理学家德·热纳(P.G. de Gennes)首先提出，他在1991年诺贝尔奖授奖会上以“软物质(SoftMatter)”为演讲题目[1]，他用“软物质”一词概括所有“软”的东西[2]，包括普通的流体和当时美国学者惯常称呼的“复杂流体”，从此推动了一门21世纪跨越物理、化学和生物三大学科的重要交叉学科的发展。软物质又称软凝聚态物质(Soft condensed matter)或称复杂流体(Complex fluid)，是指处于固体和理想流体之间的复杂物质，一般由大分子或基团(固、液、气)组成。软物质在纳米到微米尺度(l~1000nm)范围内，通过相互作用可形成从简单的时空序到复杂生命体一系列的结构体和动力学系统。软物质的丰富物理内涵和广泛应用背景引起越来越多物理学家的兴趣，是具挑战性和迫切性的重要研究方向，已成为凝聚态物理研究的重要前沿领域[3] [4]。 我们通常对软物质的理解，直觉是指容易形变的东西。德·热纳取软物质这个名词也是出于这一层通俗易懂的寓意。自然界中软物质无所不在，生命体是最显而易见的一类软物质。生物体的组成部分，如细胞、蛋白质、DNA等基本上都是软物质；日常生活和生产过程中软物质更是广泛存在，如橡胶、墨水、乳液及药品和化妆品，等等。对软物质的深入研究，将对生命科学、化学化工、医学、药物、食品、材料、环境、工程等领域及人们日常生活有广泛影响。软物质的基本特性是对外界微小作用的敏感和非线性响应、自组织行为、空间缩放对称性。它与一般硬物质(如金属、陶瓷等) 的运动变化规律有许多本质区别。人们对这一