酸雨环境下砂岩腐蚀过程及物理力学特性研究

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1、分类号____学号1201240009而妥達統科技太#学位论文酸雨环境下砂岩腐蚀过程及物理力学特性研究作者―—…■李.靜.................指导教师姓名霍润科教授由请学位级別硕士专业名称岩土工程论文提交日期而•〇牛论文答辩日2015.06学位授子单位而妥邊統斜妓太營答辩委员会主席______—声明本人郑重声明我所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他

2、人在其它单位己申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的所有贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：切关于学位论文使用授权的说明本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存学位论文。(保密的论文在论文解密后应遵守此规定）本人

3、授权中国学术期刊（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研宄所等单位将本学位论文收录到有关“学位论文数据库”之中，并通过网络向社会公众提供信息服务。因某种特殊原因需要延迟发布学位论文电子版，同意在□一年/□两年/□三年以后，在网络上全文发布。（此声明处不勾选的，默认为即时公开）西安建筑科技大学硕士学位论文酸雨环境下砂岩腐蚀过程及物理力学特性研究专业：岩土工程硕士生：李静指导老师：霍润科教授摘要近些年来，随着国民经济建设的快速发展，人类生产生活对环境造成了严重的损害，环境污染是目前环境岩土工程学科面临需要重点

4、研究的课题。大气中酸性气体急剧增加，从而导致酸雨产生，酸性环境会严重影响岩石的物理力学性质。为此，本文采用PH=2、PH=3.5及PH=5的HCl溶液模拟室内加速腐蚀试验，用定义的物理量及超声波检测技术获得的物理力学参数，定量分析岩样腐蚀过程中物理化学性质的变化规律，通过CT图像及CT数分析物理力学参数变化对岩样化学损伤的影响，得到如下研究成果：1.在不同浓度HCl溶液的腐蚀过程中，岩样的质量变化、溶蚀速率和孔隙率变化表现出明显的阶段性。0~30及70~90天随着质量损失率的增加孔隙率迅速增加，30~

5、60天质量损失率减小，孔隙率增加缓慢，每个阶段的溶蚀速率呈现先增后减的趋势。2.运用超声波检测技术对浸泡在不同浓度HCl溶液的岩样进行进行测试，发现不同腐蚀阶段湿岩样的纵波波速和振幅变化较为明显，其变化规律为：0~30天，波速变化率较大，之后波速增加缓慢，70~90天波速趋于稳定。++2++2+3.对不同浓度HCl溶液中H、Na、Ca、K、Mg等阳离子的跟踪观测表明，初始浓度不同的HCl溶液中PH值随腐蚀时间的增加而增加，阳离子溶解速+率随HCl溶液浓度变化呈现阶段性特征。第一阶段PH=2的HCl溶液

6、中Na溶解+速率在初期最大为264.78mol/d，PH=3.5及PH=5的HCl溶液中Na溶解速率在2+中期达到最大值；PH=2的HCl溶液中Ca溶解速率最大为489.50mol/d，分别是2+PH=3.5及PH=5的HCl溶液中Ca溶解速率的5倍和4倍。4.单轴压缩试验发现，腐蚀后的岩样的应力-应变曲线上非线性段增加，岩样发生整体破坏的时间延长，且化学腐蚀使岩样抗压强度、弹性模量减小，力学性能劣化。CT扫描结果发现，溶液的腐蚀作用使岩样发生化学损伤，不同扫描层面和测量区域内的损伤变量呈现区域性特征

7、，中间扫描层损伤变量最小。西安建筑科技大学硕士学位论文关键字：砂岩；溶蚀速率；纵波波速；CT数；基金资助：国家自然科学资金项目（41172337）；陕西省自然科学基金项目（11JK0947）；西安建筑科技大学硕士学位论文Experimentalresearchoncorrosionprogressiveandphysical-mechanicalcharacteristicofsandstonesubjectedtoAcidRainSpecialty：GeotechnicalEngineeringCa

8、ndidate：LiJingSupervisor：Prof.HuoRunkeABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofnationaleconomicconstruction,theproductionandlivingofhumanhascausedseveredamagetotheenvironment,andenvironmentalpollutionistheimportantresearchs