水化學溶液浸蝕下砂巖細觀剪切破壞機理試驗研究.pdf

1、巖體工程在運行期內不僅受到載荷作用，還受到所處環(huán)境水化學溶液的浸蝕作用。水化學溶液浸蝕作用的累積效應往往使巖體礦物成分、結構及其力學性質發(fā)生變化，對巖體工程的長期穩(wěn)定性造成威脅。因此，本文針對巖體工程中易于發(fā)生的巖土體剪切破壞問題及其在水化學環(huán)境作用下的力學性質的衰變、弱化問題，選取三峽庫區(qū)三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）的砂巖為研究對象，利用自主研發(fā)的煤巖細觀剪切試驗裝置和PCI-2型聲發(fā)射測試分析系統(tǒng)對經水化學溶液浸蝕后的砂巖在剪切載

2、荷作用下細觀裂紋的發(fā)展過程及其聲發(fā)射特性進行試驗研究，探討不同浸蝕溶液、不同浸蝕時間和不同法向應力等實驗條件下砂巖的裂紋時空演化規(guī)律及其聲發(fā)射特性，取得的主要研究成果如下：
　　(1)經水化學溶液浸蝕的砂巖表面裂紋均出現(xiàn)于峰值應力之后，隨著水化學溶液浸蝕程度的增大，砂巖的抗剪強度降低，最終破壞時的裂紋寬度增大，且偏離預定剪切面的角度也相應增大，產生的次級裂紋增多；AE事件率峰值點相對于剪應力峰值點在時間上出現(xiàn)明顯的滯后效應，且隨著

3、浸蝕程度的增大，滯后的時間差減小。
　　(2)砂巖在pH為5和12兩種水化學溶液下浸蝕不同時間后表面裂紋發(fā)展情況一致，初次觀測到的表面裂紋都出現(xiàn)在試件上端部或中下端部，隨著浸蝕時間的增加，砂巖浸蝕程度增大，砂巖的變形減少，抗剪強度降低，破壞時的裂紋寬度加大，次級裂紋增多，酸性條件下砂巖裂紋斷口形貌較堿性條件下復雜；砂巖經水化學溶液浸蝕不同時間后聲發(fā)射信號在剪應力峰值之前都很少，在剪應力峰值至主破壞發(fā)生前階段聲發(fā)射信號劇增。