Теплофизические свойства горных пород и надпочвенных покровов криолитозоны

• Автор: Гаврильев, Рев Иванович
• Шифр специальности: 04.00.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Якутск
• Количество страниц: 361 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД И НАПОЧВЕННЫХ ПОКРОВОВ КРИОЛИТОЗОНЫ
1.1. Мерзлые породы как сложные термодинамические системы
1.2. Общая характеристика теплофизических свойств мерзлых горных пород
и напочвенных покровов .'
1.3. Методы определения теплофизических свойств мерзлых горных пород
Глава 2. ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛО ФИЗИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ
2.1. Метод абсолютного комплексного определения теплофизических свойств образцов горных пород из скважинных кернов
2.2. Теоретическое обоснование квазистационарных методов
для определения теплофизических свойств образцов горных пород
из скважинных кернов
2.2.1. Температурное поле неограниченной пластины в среде
с линейно изменяющейся температурой при различных условиях теплообмена на поверхностях
2.2.2. Температурное поле системы неограниченных пластин в среде
с линейно изменяющейся температурой
2.2.3. Температурное поле системы двух пластин с различными
теплофизическими параметрами в среде с линейно
изменяющейся температурой
2.2.4. Двухмерное температурное поле ограниченного цилиндра
в среде с линейно изменяющейся температурой
Глава 2. ЗОНДОВЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ
3.1. Метод короткого цилиндрического зонда
3.2. Метод плоского зонда
3.3. Обоснование экспресс-метода измерений на образцах горных
пород из скважинных кернов

Глава 4. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
4.1. Теоретические модели для расчета коэффициента теплопроводности
4.1.1. Базовая модель теплопроводности грунтов и горных пород
4.1.2. Модель для расчета теплопроводности снега
4.2. Учет неоднородности состава включений (частиц)
в теоретических расчетах
Глава 5. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАПОЧВЕННЫХ ПОКРОВОВ
И ГРУНТОВ
5.1 .Мохово-торфяные покровы
5.2. Грунты слоя сезонного промерзания и протаивания
5.2.1. Дисперсные грунты
5.2.2. Крупнообломочные грунты
5.3. Многолетнемерзлые грунты
5.4. Обобщение взаимосвязи тепловых и физических свойств различных типов
грунтов и торфяников
5.5. Субаквальные отложения
Глава 6. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД ОСНОВНЫХ
ГЕОСТРУКТУР СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ
6.1. Каталог и схема расположения пунктов отбора проб
на лабораторные испытания
6.2. Удельная теплоемкость горных пород
6.3. Теплопроводность магматических горных пород
6.4. Теплопроводность метаморфических горных пород
6.5. Теплопроводность осадочных горных пород
6.5.1. Влияние плотности скелета и состава примесей
6.5.2. Влияние степени увлажнения
6.5.3. Соотношения теплопроводности горных пород
во влагонасыщенном мерзлом, талом и воздушно-сухом состояниях
6.5.4. Влияние структуры терригенных пород (на примере терригенных пород
угленосной формации Южной Якутии)
6.5.5. Влияние возраста песчаников
6.5.6. Распределение по глубине плотности скелета пород
6.5.7. Расчетные номограммы

6.5.8. Стратиграфические разрезы и возможности
картографирования
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
щения прибора не вызывают существенных фазовых превращений воды, для определения теплофизических свойств мерзлых пород могут быть использованы методы исследований, разработанные для различных материалов в области положительных температур. Обстоятельный обзор этих методов осуществлен в некоторых работах (Чудновский, 1954, 1962; Дмитрович, 1963; Филиппов, 1967; Харламов, 1973; Николаев и др., 1987; и др.). Это методы стационарного режима; методы теории регулярного режима, разработанные Г.М. Кондратьевым и его школой; методы квазистационарного режима, развитые A.B. Лыковым и его учениками; зондовые методы, разработанные А.Ф. Чудновским и его школой; методы, предложенные исследователями в области физики приземного слоя атмосферы (Лайхтман, 1947; Цейтин, 1950; и др.). В зависимости от характера и типа исследуемого материала, а также от преследуемой цели разработано множество вариантов упомянутых методов.
Классификация неоднородностей горных пород
Группы Характерные размеры неоднородностей, 1, м Неоднородности Методы исследования неоднородностей
IV 10'*-10'5 Реальных кристаллов: дефекты кристаллической решетки, дислокации, вакансии и т.д. физики твердого тела
ІП 10'5-10'2 состава и структуры образца горной породы: вариации химического и минерального состава, формы и размеры зерен, распределения цемента, пор, макротрещин, различие в контактах между зернами и т.п. геохимии, петрографии, петрофизики
II 10‘2 -10'1 структуры и состава пород в пределах пласта, слоя: переслаивание различных пород, наличие макротрещиноватостей, мелкотектонических дислокаций и т.д. геофизики, термометрии и т.д.
I 101-104 массива горных пород в пределах одной формации: наличие различных по составу, структуре и текстуре горизонтов, фациальная изменчивость, различие в ли-тификации, тектонические разрывы и т.д. геологии,геофизики, геотермии и т.д.