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火山灰条件下TC4平板冲蚀磨损规律研究

航空动力学报 2023年

作者：杨晓军李沛燃刘弋铭柳笑寒中国民航大学航空工程学院天津航天机电设备研究所

为了深入了解火山灰颗粒对TC4合金的冲蚀磨损规律，开展了火山灰颗粒不同速度、角度与浓度下的冲蚀磨损试验，基于试验数据拟合计算了适用于火山灰颗粒的E/CRC冲蚀模型参数，并建立数值仿真模型，验证了该冲蚀模型预测的准确性。结果表... 详细信息

为了深入了解火山灰颗粒对TC4合金的冲蚀磨损规律，开展了火山灰颗粒不同速度、角度与浓度下的冲蚀磨损试验，基于试验数据拟合计算了适用于火山灰颗粒的E/CRC冲蚀模型参数，并建立数值仿真模型，验证了该冲蚀模型预测的准确性。结果表明：在控制单变量条件下，冲蚀率随火山灰颗粒运动速度增长而增大；随冲蚀角度增加先变大后减小，在30°左右达到最大冲蚀率；下料速率每分钟增加2g，去除质量平均增加0.0123g，而冲蚀率基本保持稳定。使用全新冲蚀模型仿真结果与试验结果比对较好，最大绝对误差为9.475%，可以实现TC4合金受到火山灰颗粒冲蚀磨损的准确预测。

关键词： TC4平板火山灰冲蚀率 CFD 颗粒速度冲蚀角度颗粒浓度

火山灰-SBS、胶粉-SBS和SBS改性沥青压缩变形行为及机理

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吉林大学学报（工学版） 2017年第6期47卷 1861-1867页

作者：刘耀辉陈乔旭宋雨来沈艳东吉林大学材料科学与工程学院长春130022 吉林交通职业学院道桥工程学院长春130012

对火山灰-SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)复合改性沥青混合料,橡胶粉-SBS复合改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料在不同温度条件下的压缩变形行为进行了系统研究,揭示了上述3种沥青压缩变形的微观机制。分别在40、25、20、0、-20和... 详细信息

对火山灰-SBS(苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物)复合改性沥青混合料,橡胶粉-SBS复合改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料在不同温度条件下的压缩变形行为进行了系统研究,揭示了上述3种沥青压缩变形的微观机制。分别在40、25、20、0、-20和-40℃,采用压缩试验测试沥青混合料样品在静压力作用下的力学性能。研究结果表明:在20℃以上时,添加火山灰和橡胶粉可以明显提高SBS改性沥青的压缩性能,其中添加火山灰样品的压缩强度提升了30%。在0、-20℃时,SBS在提高压缩强度中起主导作用,SBS改性沥青混合料样品的压缩强度则优于复合改性样品,但在-40℃时,火山灰颗粒改善了沥青胶浆的收缩性能,显著提高了复合改性沥青混合料的压缩性能。

关键词：复合材料路面工程改性沥青火山灰橡胶粉苯乙烯丁二烯乙烯嵌段共聚物压缩性能变形机制

火山灰对富有机质页岩形成的影响——以西西伯利亚盆地中生界巴热诺夫组为例

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石油与天然气地质 2021年第1期42卷 201-211页

作者：梁新平金之钧刘全有 Shpilman Alexander 李鹏 Morozov Vladimir Uspensky Boris 北京大学能源研究院北京100871 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室北京100083 中国石化石油勘探开发研究院北京100083 俄罗斯汉特-曼西斯克州国有地下资源合理利用分析研究中心俄罗斯秋明625026 俄罗斯喀山联邦大学地质与石油技术研究院俄罗斯喀山420008

西西伯利亚盆地上侏罗统-下白垩统巴热诺夫组硅质-钙质富有机质泥页岩总有机碳(TOC)含量高且有机质成熟度适中,是俄罗斯目前页岩油的勘探首选目的层系。近年研究表明,该套富有机质页岩层段发育数套厘米-毫米级的火山灰夹层,具黄色荧光,... 详细信息

西西伯利亚盆地上侏罗统-下白垩统巴热诺夫组硅质-钙质富有机质泥页岩总有机碳(TOC)含量高且有机质成熟度适中,是俄罗斯目前页岩油的勘探首选目的层系。近年研究表明,该套富有机质页岩层段发育数套厘米-毫米级的火山灰夹层,具黄色荧光,岩心薄片见大量沸石等火山灰蚀变矿物,使该区火山灰与富有机质形成的相互关系引起关注。以该盆地的巴热诺夫组为例,介绍了火山灰对该区富有机质页岩形成的影响。巴热诺夫组的地质-地球化学分析表明,在火山灰发育同期沉积的富有机质层段中不仅硅、磷等营养元素含量高,而且钡、锰、钼、铀等藻类繁殖催化元素含量也高,推测火山灰携带物质促进了巴热诺夫页岩沉积时期古生物的大量繁殖甚至爆发,为富有机质的形成奠定了物质基础;同时,在火山灰发育层段之上的富有机质泥页岩中大量发育草莓状黄铁矿,且呈层状分布,Co/Ni比值小于1,S/Fe比值偏高,指示火山灰喷发之后形成缺氧的强还原环境,有利于泥页岩中有机质的保存;火山灰发育井区TOC含量高(多>7%),有机质成熟度与邻近火山灰不发育区相比偏高(R o=0.7%~1.1%),生烃潜力高且已达到生油高峰,推测可能火山灰携带的钼、镍等元素促进了热催化生油阶段干酪根的成烃演化;火山灰发育的富有机质页岩层段常见藻类纹层与碳酸盐岩纹层互层,多见层间孔缝,利于页岩油气的运移。因此,火山灰与巴热诺夫组富有机质页岩的形成具有一定的内在联系,火山灰不仅能够提高沉积时期的古生产力和保存条件,促进有机质的成烃演化,而且利于形成富有机质交互纹层,易于后期压裂开发。

关键词：藻类勃发还原环境成烃演化富有机质形成火山灰页岩巴热诺夫组中生界西西伯利亚盆地

2022汤加火山灰羽流的气溶胶光学、微物理和辐射特性

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Science Bulletin 2022年第19期67卷 2013-2021页

作者：桂柯车慧正田林王亚强石崇要文瑞梁苑新李雷郑宇张磊曾昭亮仲峻霆王志立张小曳 State Key Laboratory of Severe Weather&Key Laboratory of Atmospheric Chemistry of China Meteorological Administration Chinese Academy of Meteorological SciencesBeijing 100081China National Satellite Meteorological Center China Meteorological AdministrationBeijing 100081China State Key Laboratory of Remote Sensing Science Aerospace Information Research InstituteChinese Academy of SciencesBeijing 100081China

作为21世纪乃至近30年最强的火山喷发之一,2022年汤加火山喷发事件已经引起了广泛关注.研究表明,汤加火山喷发所产生的大量火山灰气溶胶突破对流层进入平流层,形成了一个顶部高度约为25~30 km的火山灰羽流.在喷发后的4天内,火山灰羽流... 详细信息

作为21世纪乃至近30年最强的火山喷发之一,2022年汤加火山喷发事件已经引起了广泛关注.研究表明,汤加火山喷发所产生的大量火山灰气溶胶突破对流层进入平流层,形成了一个顶部高度约为25~30 km的火山灰羽流.在喷发后的4天内,火山灰羽流在平流层环流的驱动下迅速向西移动了近10000 km.侵入平流层的火山灰气溶胶导致整个澳大利亚北部的大气气溶胶负荷显著增加,气溶胶光学厚度(AOD)在澳大利亚东北部海岸达到1.5,约为侵入前一日的15倍.此次汤加火山灰羽流主要以半径集中在~0.26μm处的细模态颗粒物为主,同时其体积峰值达到0.25μm^(3)μm^(-2).汤加火山喷发对平流层AOD和辐射平衡的影响显著,卫星观测到的平流层AOD的扰动高达0.6.这种扰动在很大程度上解释了区域性地表(大气层顶)的瞬时短波辐射强迫可达-105.0 W m^(-2)(-65.0 W m^(-2)).

关键词：火山喷发澳大利亚北部羽流火山灰卫星观测辐射平衡辐射特性 AOD

煅烧温度及气氛对浮选尾煤的火山灰活性及固碳性能的影响

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煤炭学报 2023年第S01期48卷 314-324页

作者：袁美娟樊盼盼鲍卫仁常丽萍冯国瑞韩艳娜廖俊杰郭军太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室山西太原030024 山西能源学院山西太原030024 山西焦煤集团有限责任公司山西太原030024

经热活化后的浮选尾煤是制备胶凝材料的理想原料,但热活化引起的碳排放极大地限制了其绿色资源化利用。在提高火山灰活性的同时有效减少因热活化产生的碳排放是尾煤大规模工业化利用的前提。利用纯CO_(2)气氛代替烟气中的CO_(2),初步探... 详细信息

经热活化后的浮选尾煤是制备胶凝材料的理想原料,但热活化引起的碳排放极大地限制了其绿色资源化利用。在提高火山灰活性的同时有效减少因热活化产生的碳排放是尾煤大规模工业化利用的前提。利用纯CO_(2)气氛代替烟气中的CO_(2),初步探索了尾煤在烟气中活化同时对CO_(2)捕集的可行性。通过对比空气及CO_(2)气氛煅烧后尾煤的物化性质,分析了活化协同固碳与传统尾煤煅烧的火山灰活性差异以及尾煤的固碳性能。利用XRD、N_(2)吸附及TG分析了2种气氛活化固碳后尾煤的物化结构及固碳性能,利用尾煤与水泥混合后结石体的抗压强度为指标对活化固碳后尾煤的火山灰活性进行了评价,以活化固碳后尾煤中增加的CaCO_(3)质量为指标评价尾煤的固碳性能。通过研究不同龄期结石体的物化结构,揭示了固碳对尾煤水泥水化过程影响的机理。结果表明:空气气氛煅烧尾煤的火山灰活性高于CO_(2)气氛煅烧尾煤。空气及CO_(2)气氛下尾煤最佳活化温度为700℃,火山灰活性贡献率分别为29.98%、15.51%,标准养护至28 d后空气及CO_(2)气氛煅烧后尾煤-水泥结石体的抗压强度较原尾煤-水泥结石体分别增长了29.1%及6.9%;同时,CO_(2)气氛下尾煤在700℃实现最佳固碳效果,固碳率为0.93%。CO_(2)气氛煅烧尾煤参与水泥水化反应,水化后期煅烧尾煤中的活性物质与矿化产物CaCO_(3)对熟料水化及胶凝体系中钙钒石(AFt)的产生起正向促进作用,水化后期结石体比表面积增加、孔隙填充,提高了孔隙密实程度,结石体后期抗压强度显著升高。

关键词：尾煤火山灰热活化固碳胶凝材料物化结构

火山灰改良粗粒硫酸盐渍土路基填料及其作用机理研究

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岩土工程学报 2019年第3期41卷 588-594页

作者：张莎莎谢山杰杨晓华陈伟志长安大学公路学院陕西西安710064 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

针对硫酸钠含量为2%的砾砂类硫酸盐渍土,开展了在不同石灰配比、石灰+火山灰配比工况下的击实试验、盐胀试验、溶陷试验、无侧限抗压强度试验,在此基础上,分析了其改良机理和微观特性,结果表明:掺加石灰或石灰+火山灰改良剂不仅可以有... 详细信息

针对硫酸钠含量为2%的砾砂类硫酸盐渍土,开展了在不同石灰配比、石灰+火山灰配比工况下的击实试验、盐胀试验、溶陷试验、无侧限抗压强度试验,在此基础上,分析了其改良机理和微观特性,结果表明:掺加石灰或石灰+火山灰改良剂不仅可以有效减少砾砂类硫酸盐渍土的盐胀量,而且可以降低盐胀敏感温度区间;在采用无机改良剂改善硫酸盐渍土的盐胀变形时,应结合当地气候条件考虑,在温度较高地区可以适当减少改良剂掺量,温度较低时,适当增加改良剂掺量;相比于石灰改良土,掺加火山灰后,土样的压密阶段缩短,弹性阶段增长,土样达到强度极限时产生的应变减小,土体的结构性变强,抗变形性能增强;添加火山灰对于此类盐渍土的强度增长速率亦有加速作用;采用石灰掺量高于11%时或采用石灰+火山灰不少于15%时,改良后土体的盐胀和溶陷变形率均小于1%,7 d饱和无侧限抗压强度均不小于0.35 MPa。

关键词：高速铁路路基工程硫酸盐渍土火山灰粗粒土

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火山灰年代学:原理与应用

岩石学报 2014年第12期30卷 3491-3500页

作者：陈宣谕徐义刚 Martin MENZIES 中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049 伦敦大学皇家霍洛威学院地球科学系

火山灰(<2mm)等时标志层是火山灰年代学研究的基础。火山灰地层的直接或间接测年依赖于火山灰中存在合适的原生矿物(如:透长石、锆石、磷灰石)或外来物质(如:炭化木)。然而大多数火山灰沉积层,尤其是远源火山灰,其主要由岩浆源碎屑构成... 详细信息

火山灰(火山灰年代学研究的基础。火山灰地层的直接或间接测年依赖于火山灰中存在合适的原生矿物(如:透长石、锆石、磷灰石)或外来物质(如:炭化木)。然而大多数火山灰沉积层,尤其是远源火山灰,其主要由岩浆源碎屑构成,开展测年显得十分困难。利用火山玻璃(岩浆)的地球化学,是一种被广泛应用的替代性方法。火山玻璃作为岩浆源物质普遍出现在各类近源、远源可见火山灰层和显微火山灰中,其主量、微量元素含量和特定的同位素组成能被电子、激光和离子探针技术准确测定。近源-远源玻璃化学成分的相互匹配,使得火山灰等时标志层得以在时间和空间上相互关联,构成有力的地层学工具,用以同步各类环境、考古和火山活动记录。近源火山沉积和远源火山灰层中的年龄信息得以实现交叉验证和整合。远源海洋、湖泊沉积中的相对年龄信息(氧同位素地层学,年纹层年代学)也为揭示火山活动、古环境变化和考古学事件的时间顺序提供了可能。火山灰年代学在地球科学中应用广泛,尤其是对于第四纪研究,其在同步各类记录从而评估火山活动、气候/环境变化和人类演化/迁移的因果关系中具有至关重要的作用。

关键词：火山灰显微火山灰火山灰年代学火山灰地层学等时定年火山玻璃

火山灰全岩与原位分析差异:以四海龙湾记录的1600年前金龙顶子火山喷发为例

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地球科学（中国地质大学学报） 2016年第1期41卷 97-104页

作者：孙春青游海涛刘嘉麒储国强刘强中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境研究室北京100029 中国科学院大学地球科学学院北京100049 中国科学院大学计算地球动力学重点实验室北京100049

火山灰地层学主要依靠火山玻璃的成分进行源区的识别,然而,当火山玻璃成分不均一时就会对源区识别造成影响.四海龙湾玛珥湖位于东北新生代龙岗火山区内,其湖泊沉积物可以记录周边的火山喷发,电子探针等方法得到的火山玻璃成分可以揭示... 详细信息

火山灰地层学主要依靠火山玻璃的成分进行源区的识别,然而,当火山玻璃成分不均一时就会对源区识别造成影响.四海龙湾玛珥湖位于东北新生代龙岗火山区内,其湖泊沉积物可以记录周边的火山喷发,电子探针等方法得到的火山玻璃成分可以揭示其喷发来源.同时,玛珥湖的纹层年龄可以限定其喷发年龄.在四海龙湾沉积物（钻孔2008）的78-79cm岩芯处出现一层火山灰层,其纹层年龄为AD 308a,电子探针结果显示火山玻璃具有不均一的主量元素组成,为玄武质粗安岩到碱玄质响岩.FeO、TiO2及Al2O3等与MgO协变图解更清楚地显示了此次火山喷发的火山玻璃成分的不均一性.火山玻璃与火山灰全岩对比分析显示,全岩分析在火山灰地层学应用中容易造成对比偏差.

关键词：四海龙湾火山灰火山玻璃火山灰地层学金龙顶子岩石学

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火山灰对页岩油气成藏的重要作用及其启示

天然气工业 2014年第5期34卷 56-65页

作者：李登华李建忠黄金亮汪少勇王淑芳中国石油勘探开发研究院

全球主力页岩油气层大多伴生火山灰层,剖析火山灰的类型、成分、成因和成岩演化作用,探索火山灰与富有机质页岩的形成关系,有利于明确火山灰对页岩油气层的作用机制。通过对我国主要产页岩油气盆地的野外考察和页岩岩心观察,应用场发射... 详细信息

全球主力页岩油气层大多伴生火山灰层,剖析火山灰的类型、成分、成因和成岩演化作用,探索火山灰与富有机质页岩的形成关系,有利于明确火山灰对页岩油气层的作用机制。通过对我国主要产页岩油气盆地的野外考察和页岩岩心观察,应用场发射扫描电镜和能谱元素分析等技术,结合生产实践成果,研究得出了4点认识:①火山灰以中酸性为主,大多来自爆炸式火山喷发,其表面附着易溶薄层盐膜,入水后可迅速释放铁盐等营养物质,有利于促进藻类勃发;②藻类勃发不仅是优质烃源岩的主要物质来源,而且还可促进碳酸盐岩矿物沉积,形成藻类与碳酸盐岩纹层状互层,利于发育层间孔缝,提高页岩油气层的物性和脆性;③在以缺氧环境为主的深水区,不仅厘米—毫米级火山灰层数与富有机质泥页岩厚度呈正相关关系,而且频繁的微米级火山灰沉降也能形成大面积厚层优质烃源岩;④板块运动形成的造山带与板块俯冲带具有良好的对应关系,是爆炸式火山喷发的发育带,其周边的古湖泊和海洋是形成大面积厚层优质烃源岩的有利区。结论认为:四川盆地及其周边的下古生界海相页岩为页岩气现阶段最可行的勘探领域,除鄂尔多斯等主要含油气盆地外,银额、民和、二连和海拉尔等中小盆地也具有较大的页岩油(致密油)勘探潜力。

关键词：页岩气页岩油致密油火山灰藻类勃发优质烃源岩富有机质页岩勘探潜力