红层软岩遇水软化的微细观机理研究

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1、国内图书分类号．1U够国际图书分类号：’西南交通大学研究生学位论文密级：公开红层软岩遇水软化的微细观机理研究年级2011级姓名宋磊申请学位级别工学硕士专业地质工程指导老师郭丞壹副塑援二零一四年五月二十二日，C，lass。iftedIndex：砷杪U．D．C：’。SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHOFMICRO—ANDMESO．SOFTENINGMECHANISMOFREDBEDSS0FTROCKWITHⅥ硝TERGrade：Candidate：Acade

2、micDegreeAppliedfor：Speciality：Supervisor：201lSongLeiMasterGeologicalEngineeringAssociateProfessorGuoYong—chunMay．22．2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编

3、本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保一使用本授权书。(请在以上方框内打“v”)学位论文储签名-家磊日期：矽f争^落指导老师签名：鸯托、／日期：乙移f够．f．2名西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)查阅国内外关于软岩的文献资料，总结红层软岩的工程地质特征，并研究分析红层软岩的物质组成，物理力学性质及其水理性质，见第2章。(2)通过阅读大量红层软岩文献，以西南地区红层软岩为背景，从边坡岩体结构、岩石结构、微观结构等层次对红层软岩的结构特征进

4、行了分析研究，见第3章。(3)对红层软岩的进行了各种试验研究，主要包括红层软岩浸水试验、红层软岩浸水强度衰减试验、红层软岩成分流失试验以及红层软岩结构连接破坏试验，见第4章。(4)通过阅读大量的关于红层软岩的相关文献，以西南地区红层软岩为研究背景，从不同尺度研究了水对红层软岩结构的破坏作用，并指出，水化学作用一种从微观结构的变化导致其宏观力学性质改变的过程，水岩相互作用导致岩石的变形、破坏的特征是其宏观性能的差异，这与其微观结构改变有着密切的关系，见第5章。(5)用PFC2D数值模拟软件观察试验压缩过程中其内部结构的变化情况

5、，再现了单轴过程中岩石从微观裂纹到宏观破裂的演化过程，并指出，随着含水率的增加，水．岩作用加剧，破坏了岩石的结构，颗粒间连接变弱，其强度衰减明显，见第6章。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：宋磊日期：弘f牛、乡、垤西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要红层软岩对水敏感

6、，与水反应强烈，强度急剧下降，抗风化性弱，软化性强，这主要取决于其复杂的物质组成和特殊的结构特征。空隙、裂隙的发展是其微观上的结构改变的表现，微观结构变化的不断积累最终导致岩石宏观物理力学性能下降。微观结构的变化是内因，而宏观力学性质变化是外在表现。因此，文章对不同层次(体观结构、细观结构、微观结构)软岩结构进行了研究，旨在探讨红层软岩在软化过程中水分以及结构变化对软岩软化的影响，文章的主要研究内容和结论如下：(1)通过查阅红层软岩的相关文献，总结红层软岩的结构类型，从微观到宏观可分为三个尺度，即岩体结构，岩石结构，微观结构

7、，从宏观到微观其结构具有一定的相似性，均可分为致密、定向、松散三种结构类型。(2)对红层软岩的进行了各种试验研究，主要包括红层软岩浸水崩解试验、红层软岩浸水强度衰减试验、红层软岩成分流失试验、红层软岩结构连接破坏试验等，试验结果表明，水．岩化学作用致使软岩物质成分、化学成分等都有一定的流失，且流失程度与水的PH值有关，且软岩物理力学性能降低的根本原因是其结构连接遭到了破坏，结构连接变弱。(3)用PFC2D数值模拟软件观察不同含水率下试样压缩过程中其内部结构的变化情况，再现了单轴过程中岩石从微观裂纹到宏观破裂的演化过程，结果表

8、明，随着含水率的增加，水．岩作用加剧，破坏颗粒之间的连接，颗粒连接强度变弱，岩石强度衰减明显。(4)从不同尺度研究水对红层软岩结构的破坏作用，水化学作用一种从微观结构的变化导致其宏观力学性质改变的过程，水岩相互作用导致岩石的变形、破坏的特征是其宏观性能的差异，这与其微观结构改变有着密切的关