基于酸性环境中砂岩强度、变形性质的实验研究

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1、西安理工大学硕士学位论文酸性环境中砂岩强度、变形性质的实验研究姓名：朱运明申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：李宁20010101摘要实际酸性或碱性环境中的岩体力学性质的逐渐劣化问题，是评价与估算岩体工程设计寿命与使用年限的根本问题；其本质是岩体化学与力学的交叉混合影响作用问题，具有深远的理论意义与广阔的实用前景。本文选择具体的、重要的环境岩土工程问题，即酸性环境中岩体强度特性与变化规律进行了模拟试验分析研究。针对钙质胶结为主的长石砂岩，用不同PH值的缓冲溶液模拟酸性环境，通过对这种化学溶蚀砂岩样的单轴压缩试验和CT试验结果的分析，研究探索

2、了酸性水溶液中砂岩样的力学性质及其变化规律：结合岩样的化学成分和结构特征，分析探索了其力学性质变化的化学作用机理；将酸液对砂岩的钙质胶结物cac03的溶蚀看作是岩石的一种损伤，以化学动力学理论为基础，通过EDTA滴定试验测定了caCO。的溶蚀速率，进而提出了砂岩的化学损伤模型及损伤演化律；应用提出的化学损伤模型与用实验得出的岩石变形模量值与强度值进行了对比验证，并与传统的cT数损伤模型进行了比较，证明了其合理性与精度；本模型从细观上描述岩石宏观力学性质的劣化，只有时间和PH值两个变量，只要测定胶结物的种类与初始含量及溶液PH值就可以预测任意时刻岩

3、石的强度。最后，论述了溶质在大体积实际岩体中的运移过程及不同边界条件下考虑渗流与弥散效应的实际岩体的化学损伤强度的预测方法：为预测某一实际岩体工程的使用寿命与服务期限提供了一套分析理论与分析预测方法。关键词：砂岩样酸性环境化学损伤ABS戳eTABSTRACT瑟魏sedon屯热e世xper主碡e斌s0￡s8稍stones8{翠王essu翻er孽e蠢inVarious鑫e强s01utionwithdifferentPHvalues，the瑚抽oromechanic81behaviorofthefeldsp8t}liesandstoneWhichism

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7、七hesis。嚣ey霹。取lssan鑫st。魏￡sa浆ple，鑫cide扭vir。蕊e矗t，味鲢ieai畦鑫illage西安理工大学硕士学位论文酸性环境中砂岩强度、变形性质的实验研究第一章绪论§1．1引言岩土工程强度与稳定性的时间效应是一个不容忽视的理论与应用问题。环境化学因素对岩体的长期作用，使岩体发生化学变化，进而影响岩体的力学特性已是一个众人皆知的客观事实。例如：酸雨、被化学因素污染的地表水和地下水均使岩体发生不同程度的化学变化，这自然要影响岩体各个时期的力学特性；地下隧道数十年后仍可出现变形、断裂，某些岩类由于环境变化引起的时效膨胀现象已

8、对地下建筑产生严重的影响，瑞典的许多隧洞建在膨胀岩中，几年之内隧洞收敛达几十厘米，隧洞不能正常使用，我国的铁路隧洞亦有类似现象；水库大坝