三峽水庫運行期消落帶強風化泥巖崩解特性研究.pdf

1、水庫運行期岸坡消落帶內(nèi)泥巖在周期性“濕干”交替作用下易發(fā)生崩解，給泥巖岸坡的穩(wěn)定性帶來不利的影響，甚至引起岸坡的失穩(wěn)。為了研究消落帶強風化泥巖的崩解特性，課題組研發(fā)了一套可以模擬水庫運行期岸坡消落帶巖石所處的岸坡應(yīng)力和周期性“濕干”交替共同作用環(huán)境的軟巖崩解試驗裝置（SGRYBJY-2016），通過開展泥巖在“濕干”交替與岸坡應(yīng)力共同作用下的崩解試驗、物質(zhì)組分變化測試、宏細觀結(jié)構(gòu)測試等，獲得巴東組強風化紫紅色泥巖的崩解規(guī)律，揭示水庫運行

2、期消落帶強風化泥巖崩解機理。具體的研究內(nèi)容和研究成果概述如下:
　　首先，選取巴東組強風化紫紅色泥巖為代表，對水庫運行期岸坡消落帶“濕干”交替作用環(huán)境特征與岸坡應(yīng)力作用環(huán)境特征進行分析，通過水庫運行期岸坡消落帶環(huán)境模擬試驗，獲得當不考慮岸坡應(yīng)力(即岸坡表面三向應(yīng)力為0MPa)時，“濕干”交替作用下泥巖濕化時間和干燥時間分別為4天和1天，獲得考慮岸坡應(yīng)力（即岸坡表面處于兩向應(yīng)力狀態(tài)）時，“濕干”交替作用下泥巖濕化時間和干燥時間分別為

3、3天和1天;
　　然后，進行泥巖在“濕干”交替作用與岸坡應(yīng)力共同作用下的崩解試驗，崩解試驗的每個周期結(jié)束后，對母巖及崩解物進行顆分試驗，從母巖上取部分碎片進行X射線衍射(XRD)、能量色散譜(EDS)、掃描電鏡(SEM)和吸水性測試，取泥巖試樣“濕化”過程的浸泡液進行化學成分測試，獲得泥巖物質(zhì)組分、粒徑分布和宏細觀結(jié)構(gòu)隨水庫運行期“濕干”交替作用次數(shù)的變化規(guī)律;
　　接著，根據(jù)吸水率和顆分試驗結(jié)果，建立泥巖吸水率和崩解系數(shù)隨

4、水庫運行期“濕干”交替作用次數(shù)變化的數(shù)理模型。模型表明，當岸坡表面三向應(yīng)力均為0MPa時，泥巖吸水率隨“濕干”交替作用次數(shù)的變化符合對數(shù)函數(shù)，崩解系數(shù)符合指數(shù)函數(shù)變化;當岸坡表面兩向應(yīng)力分別為0.5MPa和1.0MPa時，泥巖吸水率和崩解系數(shù)變化規(guī)律均符合指數(shù)函數(shù);
　　最后，綜合分析泥巖在“濕干”交替作用與岸坡應(yīng)力共同作用下物質(zhì)組分、粒徑分布和宏細觀結(jié)構(gòu)隨“濕干”交替作用次數(shù)的變規(guī)律，揭示三峽庫區(qū)消落帶強風化泥巖在水庫運行期的崩