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文檔簡介
1、巖石風(fēng)化作用對巖石(體)強(qiáng)度退化力學(xué)效應(yīng)的研究涉及力學(xué)、物理和化學(xué)三方面,也即為地球化學(xué)與巖體力學(xué)兩個研究領(lǐng)域的交叉??偟膩碚f,巖石風(fēng)化作用的力學(xué)效應(yīng)、環(huán)境效應(yīng),是相當(dāng)復(fù)雜的,是一個新研究領(lǐng)域,目前該領(lǐng)域的研究還很少,其未知的問題很多。本文僅以由風(fēng)化作用引起的巖石的強(qiáng)度衰減問題為核心內(nèi)容進(jìn)行研究,首先闡述了風(fēng)化作用對巖土體力學(xué)效應(yīng)的研究意義和現(xiàn)狀、對其研究特點(diǎn)與研究方法進(jìn)行總結(jié);為研究風(fēng)化作用對巖石力學(xué)效應(yīng)的影響,對輝綠巖、粉砂質(zhì)泥巖和
2、白云質(zhì)灰?guī)r三種巖石分別進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)和水化學(xué)溶液的侵蝕試驗(yàn)。 通過對輝綠巖、粉砂質(zhì)泥巖和白云質(zhì)灰?guī)r以及經(jīng)硝酸溶液侵蝕后的粉砂質(zhì)泥巖、白云質(zhì)灰?guī)r進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn),研究溫度變化對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,由于不同巖性的巖石結(jié)構(gòu)和礦物成分不同,在凍融循環(huán)作用下巖石的凍融損傷劣化模式不同,指出原位冰的膨脹、水分遷移、分凝冰的增長、冰的蠕變是產(chǎn)生巖石凍融損傷劣化的根本機(jī)制;對凍融循環(huán)作用下巖石的強(qiáng)度損傷規(guī)律和本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行了探討,
3、并分析總結(jié)巖石凍融損傷劣化的影響因素。 為了研究自然界中水-巖反應(yīng)對巖石的宏觀力學(xué)效應(yīng),在常溫常壓、靜水條件下,對不同化學(xué)性質(zhì)的水化學(xué)溶液作用下的輝綠巖、粉砂質(zhì)泥巖和白云質(zhì)灰?guī)r進(jìn)行了單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),取得了其時效性的定量結(jié)果。結(jié)果表明,水對受力巖石的力學(xué)效應(yīng)是與水-巖化學(xué)作用或巖石的化學(xué)損傷密切相關(guān)的,巖石的化學(xué)損傷與水-巖化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)度成正比,并且具有很強(qiáng)的時間依賴性;在水-巖作用過程中,巖石的礦物中有大量金屬離子析出,造巖礦物
4、的溶解是巖石強(qiáng)度損傷的主要原因,水-巖作用后期,強(qiáng)烈的沉淀結(jié)晶作用將導(dǎo)致巖石出現(xiàn)裂紋,甚至崩解破壞。 根據(jù)凍融循環(huán)和水-巖作用的試驗(yàn)結(jié)果,將巖石的風(fēng)化作用與巖土體穩(wěn)定性等聯(lián)系起來,從環(huán)境力學(xué)的角度研究巖石風(fēng)化作用引起的環(huán)境效應(yīng);通過分析凍融循環(huán)作用、水-巖化學(xué)作用在斜坡演化中的作用探討巖石風(fēng)化作用引起的環(huán)境力學(xué)效應(yīng),認(rèn)為巖石的風(fēng)化作用對邊坡巖體的破壞,實(shí)際上是破壞了巖石礦物顆粒之間的連接,形成或加劇巖石的裂隙,降低巖石裂隙面的粗
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