水化学环境变异下黏土物理力学特性研究进展.pdf

《水化学环境变异下黏土物理力学特性研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第6期长江科学院院报Vo1．31No．62014年6月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteJun．·2014DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2014．06．0092014，31(o6)：41—47，52水化学环境变异下黏土物理力学特性研究进展颜荣涛，吴二林，徐文强，曾召田，苗华，韦昌富(1．桂林理工大学土木与建筑工程学院，广西桂林541004；2．长江勘测规划设计研究有限责任公司，武汉430010；3．中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津300222；4．中铁大桥局集团

2、武汉置业发展有限公司，武汉430050)摘要：水化学环境变异对黏土力学特性具有很重要的影响。分别从物理力学试验分析和理论描述2个方面论述了水化学环境变异对黏土力学特性影响这一方向课题的研究现状。通过分析归纳可知：目前对于以蒙脱石含量为主的膨润土的研究较为透彻，得出了较为一致的规律并且揭示了其影响机理；对于高岭土和一般性黏性土在水化学环境变异下的响应规律揭示不清，机理阐明不清，需要进行系统完整的试验研究；同时，目前的土力学理论框架难以考虑水化学变异的影响，需要建立新的能考虑化学一力学耦合的土力学理论框架。最后，总结这一研究方向亟待解决的科学问题和后期的发展前景。关键词

3、：岩土介质；水化学环境；化学～力学耦合；力学响应中图分类号：TU431文献标志码：A文章编号：1001—5485(2014)06—0041—07能导致有害物质的渗漏；核废料处置库中核素等溶质迁移引起孔隙水组分、浓度的变化，改变缓冲材料1研究背景的力学性质，导致原有评估的失效，甚至有可能发生水化学环境变异是指由于人为或是自然气候原泄露；水库周期性的水位升降必然会引起孔隙水溶因导致的孔隙水组分、浓度发生改变，这种孔隙水性质的动态变化，从而改变了库岸土体的力学特性，为质的变异打破了原本平衡的水一土化学、力学状态，库岸滑坡提供了可能性条件；在极端气候频现的从而使岩土介质的力

4、学特性发生改变，这种水化学今天，长时间的干旱和洪涝会使岩土介质中孔隙溶环境的变异主要涉及到酸、碱、盐3个方面的组分或液的溶质浓度发生很大的改变，这种改变会对岩土是浓度的改变¨J。这种由于水化学环境变异引起介质的力学特性产生不可忽视的影响，使土体发生的岩土工程问题广泛地存在于自然界内，特别是存开裂、滑坡等地质灾害。这些例子都生动地说明了在于有关能源、环境保护、极端气候下地质灾害等相水化学环境变异对岩土介质力学特性影响必须引起关岩土工程的问题中，并且逐渐发展为一个不可忽足够的重视，并开展相应的研究。视的问题。特别著名的一个例子是北海Ekofisk区水化学环境变异对岩土物

5、理力学特性的影响研域由于石油开采引起的海底地表沉降，相关的石油究始于20世纪40年代(Winterkom＆Moorman，公司试图通过海水回灌的方法来阻止海底地表的沉1941；Bolt，1956)¨’，但是发展较为缓慢，一方面降，最终的结果是海水回灌并没有阻止沉降反而加的原因是由于社会背景需求不大；二是岩土工程、化快了沉降，这是一个典型的水化学环境变异引学工程学科的分离，各领域的专家很难综合利用化起的岩土工程问题。除此以外，在各种钻探过程中，学作用和力学作用相结合的办法来考虑。然而，随护壁泥浆会改变原有孔隙水的组分以及浓度，导致着近些年来环境能源领域中岩土工程问题的

6、日益突井壁的力学性质发生改变引起变形，变形又会引起出，既有经典的土力学理论有很难解决这些问题，很渗流、浓度变化，这些相互影响可能导致井壁失稳坍多学者意识到这些工程问题必须把化学一力学相互塌；垃圾填埋场中溶质的迁移引起孔隙水组分的改结合起来进行综合考虑才能解决。为此，国内外的变，会导致防护层渗流和变形特性发生变化，最后可相关学者已经开始了化学一力学相互耦合的研究，收稿日期：2013—07—04；修回日期：2014—01一O6基金项目：国家自然科学基金项目(51309055)；广西自然科学基金重点项目(2012GxNsFGA06oo01)；广西岩土力学与工程重点实验项目

7、(12一A一01—032)作者简介：颜荣涛(1984一)男，湖北仙桃人，讲师，博士，主要从事化学一力学耦合问题的研究工作，(电话)0773—5897021(电子信箱)yrt301@163．com。42长江科学院院报但尚处于初始阶段。针对于以上情况，本文通过收NaC1溶液饱和土体，研究NaC1溶液对蒙脱土液限集、阅读、归纳整理，介绍了目前水化学环境变异对的影响，发现随着溶液浓度度从0mol／L上升到岩土介质的物理力学特性影响研究的研究现状，指2．0moL／L，蒙脱土的液限从530下降到96。J．M．出了目前亟待解决的关键科学问题，并整理出了此Lee等(2005)研