随着人类能源需求的增长，油气钻井活动日益频繁。激光钻井在能源领域具有极大的应用价值，有望实现井下原位玻璃套管的制造，以替代传统金属套管，为油气钻井工程节省大量时间和资金。激光辐照岩石玻璃化的稳定形成是实现玻璃套管的关键因素。基于激光扫描花岗岩实验并结合物相检测和数值模拟方法，对激光烧蚀花岗岩玻璃化的影响因素和机理进行了研究。结果表明，受激光扫描后，花岗岩各组成矿物按熔化的难易程度分别发生熔化和碎裂现象，部分表面转化为深色玻璃；高速气流可有效清除岩石碎屑和粉尘，且能够提高激光作用效率和增加岩石玻璃的附着力；花岗岩易受温度作用而发生破裂，其较低的扫描速度和气流辅助条件有利于玻璃化的形成。在实际工程应用中，采用控制扫描速度和辅助高速气流的方法控制岩石的温度作用，形成稳定岩石玻璃和制造稳固覆盖于硬岩表面的原位玻璃化井壁。本研究探究了激光扫描作用岩石的玻璃化机理，为拓展激光钻井的工程应用提供了重要参考。

以花岗岩石粉(GP)为矿物掺合料, 通过X射线衍射仪、扫描电镜、综合热分析仪研究了GP对水泥浆体力学性能、物相组成、微观形貌的影响。结果表明: 在标准养护条件下, 掺加15%(质量分数, 下同)GP的水泥浆体28 d抗压强度最高, 为37.0 MPa; 与未掺加GP的水泥浆体相比, 掺加10%GP的水泥浆体56 d线收缩下降了183%, 掺加20%GP的水泥浆体初凝时间和终凝时间分别缩短了20.7%、18.2%。在水养条件下, 掺加20%GP的水泥浆体28 d抗折强度较标准养护条件下提高了48%。GP通过火山灰效应参与水泥浆体水化过程, 形成更多的水化硅酸钙(C-S-H), 掺加GP可以促进水泥浆体形成Ⅰ型C-S-H, 有利于提高水泥浆体力学性能, 缩短凝结时间。

为实现“双碳”目标, 推动大宗固废的资源化利用, 开发探究多种固废协同制备发泡陶瓷材料的方法理论, 以花岗岩锯泥和大理石废石粉为主要原料, SiC为发泡剂, 通过高温烧结制备高闭气孔率的发泡陶瓷, 研究原材料配比、烧结温度以及发泡剂掺量对发泡陶瓷的孔结构及性能的影响。结果表明, 大理石废石粉中的CaCO3在高温下分解出的CaO是有效的助熔剂, 能够破坏Si—O键, 降低液相的黏度, 促进发泡。同时CaO能够与SiO2反应生成硅灰石, 提高材料的机械强度。在烧结温度为1 130 ℃、大理石废石粉质量掺量为10%、SiC质量掺量为1.0%时, 制备的发泡陶瓷孔结构均匀, 综合性能最佳, 闭口气孔率为79.16%, 体积密度为583.42 kg/m3, 抗压强度为3.86 MPa, 吸水率为0.40%。本研究为花岗岩锯泥和大理石废石粉回收利用制备发泡陶瓷提供了理论基础。

岗岩强度高, 硬度大, 吸水率低, 化学稳定性好, 耐久性强, 色泽美观, 被广泛用于制备优质建筑石材。但花岗岩切割过程中会产生大量锯泥, 占用大量土地且污染环境。本文在分析花岗岩锯泥堆存现状及危害基础上, 介绍了花岗岩锯泥的主要处理方式, 论述了利用花岗岩锯泥再生产建材的几种途径, 总结了锯泥在微晶玻璃、发泡陶瓷、陶瓷釉料和加气混凝土砌块等产品中的应用与发展, 为花岗岩废料在建筑材料领域的高值利用提供一定参考。

花岗岩加工过程中产生大量的废泥浆，废泥浆的随意倾倒将对环境和人类健康造成危害。近年来，一些研究者利用花岗岩废泥浆制备花岗岩废砂粉，并将其作为细骨料和胶凝材料应用于水泥基材料中。本文概述了花岗岩废砂粉的物理和化学特性，在此基础上，综述了花岗岩废砂粉分别作为细骨料和胶凝材料，对水泥基材料的工作性、力学性能、抗渗性、抗硫酸侵蚀、抗硫酸盐侵蚀以及抗钢筋锈蚀等性能的影响和作用机理，分析了掺花岗岩废砂粉水泥基材料现阶段研究中存在的不足，这为花岗岩废砂粉的高效和高附加值资源化利用提供支持。

本文采用蒸压养护方式制备管桩高强混凝土，以相同配合比的标准养护混凝土为对比组，分别研究磨细砂和石粉双掺时石粉取代率(花岗岩石粉/(花岗岩石粉+磨细砂)，质量比)和石粉单掺时石粉掺量(花岗岩石粉/(花岗岩石粉+水泥)，质量比)对管桩高强混凝土强度的影响，并通过XRD、ESEM等方法研究掺花岗岩石粉的管桩高强混凝土水化产物的种类及形貌特征。结果表明：蒸压养护下，混凝土强度随石粉取代率和石粉掺量的增加均先增大后减小, 石粉取代率为25%和石粉掺量为20%时混凝土强度分别达到最大值。由于花岗岩石粉中的SiO2在蒸压条件下会与水泥水化产物Ca(OH)2发生火山灰反应并生成托勃莫来石，使混凝土更为密实，因此相同配合比条件下蒸压养护3 d的混凝土强度高于标准养护28 d的混凝土强度。

云南西部龙陵地区分布有大片的花岗岩，其表层风化强烈，地区雨水充沛，致使边坡坡面侵蚀强烈，水土流失极其严重，现急需开展针对性的水土流失治理方案。以云南省龙陵县花岗岩分布区的风化残积砂质土为研究对象，设计了工程措施、植物措施、工程+耕作措施3种水土保持措施和3个地表坡度（10°，20°，40°）的人工模拟降雨实验，利用三维激光扫描技术对不同坡度下的水土保持措施的水土保持效果进行高精度实时监测，并以产沙率特征和减沙效益特征评价水土保持措施的有效性。实验结果表明：一定降雨强度条件下，坡度是影响坡面侵蚀的最重要因素，坡度越大，产沙速率越快；3种水土保持措施均有不同程度的减沙作用；两种相结合措施的水土保持效果要远远优于单一措施。

XRD-Rietveld全谱拟合方法突破了传统XRD定量分析的众多技术局限, 在解决复杂多相混合物的定量问题方面具有显著优势。 将XRD-Rietveld全谱拟合方法引入风化壳矿物学研究, 有助于解决长期以来地学界对风化壳中矿物组分缺乏准确定量认知的技术瓶颈。 在制定专门针对风化样品的全谱拟合精修策略基础上, 以广西玉林大容山地区的花岗岩风化壳为研究对象, 对发育在两组不同岩性之上的风化剖面(剖面A和剖面B)进行了对比研究。 结果表明, 风化剖面A(母岩为粗粒黑云母花岗岩)的矿物组合及含量变化范围为: 高岭石(6.05%～44.67%)+伊利石(15.85%～49.59%)+石英(29.72%～46.15%)+钾长石(12.04%～22.85%)+斜长石(24.33%～32.70%); 风化剖面B(母岩为细粒黑云母花岗岩)的矿物组合及含量变化范围为: 高岭石(3.12%～11.47%)+伊利石(13.95%～31.94%)+石英(26.60%～58.05%)+钾长石(13.70%～43.47%)+斜长石(17.95%～23.47%)。 两组剖面的全谱拟合修正因子Rwp值<15且gof值<5, 计算谱与原始谱拟合效果好, 指示矿物定量数据可靠, 且能与地质规律较好匹配。 在地质意义上, 本研究通过母岩原生矿物与次生矿物的含量同步变化, 深入揭示了研究区内花岗岩的化学风化过程, 厘定了长石类矿物在亚热带气候环境下所经历的长石→伊利石→高岭石演变序列。 基于剖面A与剖面B中粘土矿物总量和矿物构成出现显著差异, 研究认为在研究区内粗粒黑云母花岗岩比细粒黑云母花岗岩更易遭受强烈的化学风化作用。

采用高能激光束对岩石表面进行照射, 通过对实验中孔径、孔深、去岩量、去岩效率等参数的测量与计算, 研究激光功率及辐照时间对花岗岩预钻孔效果的影响。结果表明, 随激光功率增加, 破岩孔径、去岩量、去岩效率增加, 孔深出现波动, 钻孔速度变化不大; 随激光辐照时间增加, 破岩孔径、孔深、去岩量增加, 激光钻孔速度、去岩效率明显下降。该实验条件下, 激光功率越大, 辐照时间越长, 去岩效果越好; 激光功率为1 000 W时, 钻孔效果较好。

选取粤西官山嶂岩体眼球状花岗岩 研究其内不同形态和期次FeS2的拉曼光谱特征。 结果显示各组样品拉曼位移(Δν)、 散射强度(Ι)及其半高宽(FHWM)明显不同。 分析表明 条带状样品拉曼位移Δν1, Δν2, Δν3分别位于318, 381和440 cm-1附近; 而骸晶样品对应值分布于344, 379和430 cm-1附近; 且与后者相比 变形、 自形样品对应Δν分别较向低频偏移。 条带状样品ΙEgΙAgΙTg 而其余样品ΙEg≈ΙAgΙTg; 且自骸晶样品向自形、 变形样品Ι及FHWM值均依次增大。 上述光谱证据指示 条带状样品Δν及Ι与白铁矿相似 而其余样品均展现出黄铁矿的特征。 与骸晶样品相比变形、 自形样品Δν向低频偏移 表明后二者形成温度依次增高; 骸晶、 自形、 变形样品Ι及FHWM递增表明三者形成压力依次明显增大。 据此 研究认为官山嶂岩体内黄铁矿形成先后经历了: 白铁矿期→高压黄铁矿期→高温黄铁矿期→常温常压蚀变期。