化学腐蚀作用下围岩的动态力学性能

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1、第３８卷第６期南京林业大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３８，Ｎｏ．６２０１４年１１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＥｄｉｔｉｏｎ）Ｎｏｖ．，２０１４ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－２００６．２０１４．０６．０３３化学腐蚀作用下围岩的动态力学性能刘永胜，刁心宏，陈章林，杨猛猛（华东交通大学土木建筑学院，江西南昌３３００１３）摘要：基于深部地下工程多场耦合的环境特点，配制了不同离子、不同ｐＨ的化学溶液，并于不同工程现场取灰质石灰岩、粉质砂岩、浅

2、红石灰岩等围岩试样置于不同化学溶液中养护，然后采用霍普金森压杆实验系统（ＳＨＰＢ）进行动态压缩实验，分析化学腐蚀以及化学腐蚀－温度耦合、化学腐蚀－损伤耦合作用对岩石动态性能的影响及其机制。结果表明：化学腐蚀作用下围岩的动态强度下降，经中性盐溶液腐蚀后，灰质石灰岩、浅红石灰岩、粉质砂岩的强度分别下降了２５?８％、５４％和７９?５％；且随着溶液ｐＨ的降低，化学腐蚀效果越明显；化学腐蚀－温度耦合以及化学腐蚀－损伤耦合的存在，使岩样的动态强度下降加剧。关键词：岩石动力学；化学腐蚀；动态性能；耦合效应中图分类号：ＴＤ３１５文献标志码

3、：Ａ文章编号：１０００－２００６（２０１４）０６－０１７５－０４ＤｙｎａｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｉｎｔｈｅｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎＬＩＵＹｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＤＩＡＯＸｉｎｈｏｎｇ，ＣＨＥＮＺｈａｎｇｌｉｎ，ＹＡＮＧＭｅｎｇｍｅｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓ

4、ｅｄｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｕｌｔｉ⁃ｆｉｅｌｄｃｏｕｐｌｉｎｇｏｆｄｅｅｐｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｏｎｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐＨｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄ．Ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｒｏｃｋｓａｍｐｌｅｓｏｆｇｒａｙｌｉｍｅｓｔｏｎｅ，ｓｉｌｔｓｔｏｎｅａｎｄｒｅｄｄｉｓｈｌｉｍｅｓｔｏｎｅｗｅｒｅｔａｋｅｎｆｒｏｍｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｓｉｔｅ．Ｔｈｅｓｐｅｃｉｍｅｎｓｗｅｒｅｍａｉｎｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｅｓｏｌｕ

5、ｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｏｍ⁃ｐｒｅｓｓｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙＳＨＰＢ，ａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎ．Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎ⁃ｄａｍａｇｅｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｓｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ

6、ｒｏｃｋｄｅｃｒｅａｓｅｄａｆｔｅｒｍａｉｎｔａｎｉｎｅｄｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｇｒａｙｌｉｍｅｓｔｏｎｅ，ｒｅｄｄｉｓｈｌｉｍｅｓｔｏｎｅａｎｄｓｉｌｔｓｔｏｎｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙ２５?８％，５４％ａｎｄ７９?５％，ａｎｄｗｉｔｈａｃｉｄｉｔｙｏｆｓｏｌｕｔｉｏｎｉｎ⁃ｃｒｅａｓｉｎｇ，ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎ⁃ｄａｍａｇｅｃｏｕｐｌｉｎｇａｎｄｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｕｐｌｉｎｇｅｘｉｓｔｉｎｇ，ｔｈｅｓｔｒｅｎｇ

7、ｔｈｄｅｃｒｅａｓｅｄｖｅｒｙｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｃｋｄｙｎａｍｉｃｓ；ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔ［９－１１］深部地下工程与浅部工程明显不同。多场耦动力学的研究越来越受到重视。深部岩体处［１－４］合的地下环境是深部地下工程的重要特征。于地下水的化学腐蚀中，又经常承受冲击地压、爆在深部工程中，高地压、高渗流、高地温等均会使巷破掘进施工荷载等动态荷载作用。因此，化学腐蚀道围岩的力学性能及其稳定性受到很大的影响。作用下岩体的动态力学性

8、能是影响围岩稳定性和地下水的化学腐蚀就是深部地下工程多场耦合环深部地下工程安全性的重要因素。笔者通过分析［５］境的一个重要体现。在化学腐蚀作用下，岩石煤矿深部巷道地下水的化学成分，配制了多种化学的静态力学特性与自然状态下有很大的不同，其承溶液，并将围岩岩石试件放置于不同化学溶液中养载力峰值、裂纹扩展方式