Термодинамика промерзающих и мерзлых дисперсных пород

  • Автор:
  • Специальность ВАК РФ: 04.00.07
  • Научная степень: Докторская
  • Год защиты: 1999
  • Место защиты: Москва
  • Количество страниц: 296 с. : ил.
  • Стоимость по акции: 250 руб.
Титульный лист Термодинамика промерзающих и мерзлых дисперсных пород
Оглавление Термодинамика промерзающих и мерзлых дисперсных пород
Содержание Термодинамика промерзающих и мерзлых дисперсных пород
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Введение в проблему. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД В ГЕОКРИОЛОГИИ
Глава 1. ЕДИНАЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПИСАНИЯ ФАЗОВОГО И АДСОРБЦИОННОГО РАВНОВЕСИЯ ПОРОВОЙ ВЛАГИ В ПРЕСНЫХ И ЗАСОЛЕННЫХ МЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ
1.1 Обобщение существующих термодинамических моделей описания фазового равновесия поповой влаги в мерзлых горных породах
1.1.1 Общие аспекты термодинамического описания равновесия поровой влаги в мерзлых горных породах
1.1.2 Фазовое равновесие при плоской конфигурации поверхности раздела фаз влага -лед-пар и учете механических взаимодействий со скелетом пород
1.1.3. Фазовое равновесие при учете кривизны конфигурации поверхности раздела фаз влага-лед и механических взаимодействий со скелетом пород
1.1.4 Фазовое равновесие при учете кривизны конфигурации поверхности раздела фаз влага-водяной пар
1.1.5 Отличие гигроскопического равновесия от равновесия лед- незамерзшая вода
1.1.6 Фазовое равновесие при наличии в поровой влаге ионов легкорастворимых солей
1.2 Обоснование единой термодинамической модели описания фазового и адсорбционного равновесия поровой влаги в пресных и засоленных мерзлых породах
1.2.1 Исходные предпосылки и допущения
1.2.2.Количественная оценка влажности для двух условно выделенных термодинамических компонентов незамерзшей воды
1.3 Вывод основных расчетных соотношений единой термодинамической модели и алгоритм нахождения параметров фазового равновесия по адсорбционным характеристикам и характеристикам растворимости солей
1.3.1 Исходные соотношения единой термодинамической модели
1.3.2 Учет произвольности температуры замерзания и температурной зависимости энтальпии порового льда и влаги (раствора)
1.3.3. Пересчет активности и дифференциальных теплот адсорбции, смачивания и растворения на произвольную величину положительной или отрицательной температуры
1.3.4 Алгоритм программы для оценки параметров фазового равновесия пород разного состава и свойств по данным характеризующим различные виды равновесия
1.4 Расчетная оценка температуры замерзания мерзлых пород с различной концентрацией и ионным составом солей в поповом растворе и результаты сопоставления с экспериментальными данными
1.4.1 Расчетная оценка температуры замерзания мерзлых пород с хлоридным и сульфатным засолением
1.4.2. Анализ результататов сопоставления расчетных и экспериментальных данных
1.5 Расчетная оценка параметров фазового равновесия влаги в пресных мерзлых породах по адсорбционным характеристикам и результаты сопоставления с экспериментальными данными
1.5.1 Оценка параметров фазового равновесия влаги в пресных мерзлых породах по изотермам сорбции из жидкой фазы
1.5.2 Оценка температуры замерзания и фазового состава влаги в породах по изотермам сорбции водяных паров при положительных температурах
1.5.3 Оценка температуры замерзания и фазового состава влаги в породах по изотермам
сорбции водяных паров с учетом наличия в порах льда
Выводы к первой главе
Глава 2. ТЕРМОДИНАМИКА, МЕХАНИЗМ И ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПЕРЕНОСА ТЕПЛА И МАССЫ В МЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ, КАК НЕОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ
2.1. Разработка элементов теории теплопереноса в мерзлых породах, как неоднородных средах
2.1.1 Термодинамика процессов переноса тепла и массы в горных
пордах
2.1.2 Уравнение теплопроводности в массиве пород, как частный случай первого закона термодинамики для однородной среды
2.1.3 Учет пространственной неоднородности массива мерзлых пород
2.1.4. Учет энергетической неоднородности за счет процессов массопереноса, фазовых и химических превращений
2.1.5 Теплоперенос в упруго деформируемом массиве
2.2 Разработка элементов теории миграции влаги и ионов солей в поле структурных и пространственных микронеоднородностей мерзлых пород
2.2.1 Термодинамика и механизмы массопереноса в горных породах
2.2.2 Количественное описание массопереноса в породах имеющих структурную и энергетическую неоднородность
2.2.3 Учет влияния неоднородности структуры незамерзшей (связанной) воды
2.2.4 Многокомпонентная диффузия и миграция ионов в поровом растворе засоленных-дисперсных пород
2.2.5 Пароперенос в грубо -и тонкодисперсных породах
2.3 Разработка элементов теории миграции влаги в поле энергетических макро- и микронеоднородностей мерзлых пород
2.3.1 Перенос жидкой и парообразной влаги в неоднородном температурном поле пород
2.3.2 Учет фазовых превращений поровой влаги
2.3.3 Влагосолеперенос при реакциях растворения солей
2.3.4. Миграция влаги в условиях простых нагружений (сжатие, сдвиг) и в пластически
деформируемом массиве
Выводы к второй главе
Глава 3. Характеристика объекта исследований и методики экспериментального определения термодинамических параметров, теплофизических и массообменных свойств пород
3.1 Методики экспериментального исследования теплот фазового перехода и криогидра-тообразования, энтальпии и теплоемкости мерзлых пород и их компонентов
3.1.1.Методология оценки термодинамических параметров мерзлых пород с помощью низкотемпературной калориметрии
3.1. 2 Разработка методики определения энтальпии и теплоемкости пород в широком диапазоне температур методом монотонного разогрева на установке ИТ-С
3.1.3 Модифицированная методика количественного дифференциально- термического анализа для измерения теплот фазового перехода и криогидратообразования, энтальпии и теплоемкости дисперсных пород
3.2.Методы определения температуры замерзания - оттаивания и фазового состава влаги в мерзлых дисперсных породах
3.2.1 Термодинамические методы определения температуры замерзания - оттаивания и
фазового состава влаги в мерзлых породах
3.2.3. Модификация криоскопического метода определения температуры замерзания-оттаивания и фазового состава влаги для засоленных пород
3.2.4 Модификация контактного метода для определения фазового состава влаги в засоленных породах
3.3 Методы определения теплопроводных характеристик горных пород
3.3.1 Основы методик определения теплопроводящих свойств пород в полевых и лабораторных условиях
3.3.2 Модификации методики стационарного режима для определения коэффициента теплопроводности скальных, крупнообломочных и дисперсных пород в лабораторных условиях
3.3.3 Вариант реализации комплексной методики определения теплофизических свойств и возможности создания внешнего давления
3.3.4 Модифицированная, применительно к засоленным породам, лабораторная методика определения коэффициента температуропроводности регулярным режимом I рода
3.3.5 Природа некоторых методических погрешностей лабораторного определения теплофизических характеристик мерзлых пород
3.3.6 Разработка методики использования цилиндрического зонда постоянной мощности для измерения теплопроводности мерзлых пород в шурфах, до температур -1° С
3.3.7 Модификация методики комплексного определения теплофизических характеристик пород в шурфах с помощью плоского зонда
3.4 Методика лабораторного определения коэффициентов влагопереноса и кинетики иссушения мерзлых пород
3.4.1 Разработка методики исследования кинетики процессов влагопереноса при иссушении мерзлых пород в атмосферных условиях
3.4.2 Разработка методики исследования влияния давления и молекулярного состава газов на процесс влагопереноса при обезвоживании мерзлых дисперсных поро
3.5 Краткая характеристика исследуемых пород и методика подготовки образцов пород к испытаниям
3.5.1 Краткая характеристика объекта исследований
3.5.2 Методика подготовки образцов к испытаниям
Выводы к третьей главе
Глава 4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПРЕСНЫХ И ЗАСОЛЕННЫХ ДИСПЕРСНЫХ ПОРОД В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР
4.1 Закономерности изменения термодинамических и теплофизических характеристик пород в широком диапазоне отрицательных температур
4.1.1 Термодинамические аспекты температурных зависимостей теплоемкости компонентов мерзлой породы
4.1.2 Результаты исследования теплоемкости и энтальпии дисперсных пород находящихся в воздушно-сухом состоянии для интервала температур -125 - +400 С
4.1.3 Закономерности изменения теплоемкости и энтальпии влажных дисперсных пород от гранулометрического и минерального состава, в интервале температур -125 - + 50 °С
4.1.4 Закономерности изменения энтальпии и теплоемкости засоленных пород от гранулометрического и химико-минерального состава в широком спектре температур
4.2 Закономерности изменения температуры замерзания-оттаивания и фазового состава влаги от состава и свойств пресных и засоленных дисперсных пород
4.2.1 Температура замерзания незасоленных пород
4.2.2 Закономерности изменения температуры замерзания засоленных пород от их состава и свойств
4.2.3 Закономерности изменения фазового состава от состава и свойств незасоленных пород
4.2.4 Фазовый состав влаги в засоленных породах
4.3 Теплопроводные свойства дисперсных пород различного гранулометрического и химико- минерального состава
4.3.1 Современное состояние вопроса о закономерностях изменения теплопроводящих свойств пород различного состава и строения, генезиса и возраста

Рекомендуемые диссертации данного раздела