水化学腐蚀对板岩损伤力学特性影响试验

摘要：

海底隧道、地铁等岩体工程的围岩不可避免地遭受水化学腐蚀的影响,这种水-岩作用是影响岩体稳定性的重要因素之一.从宏细观和化学损伤的角度出发,针对大连地铁板岩开展不同水化学溶液(HCl,NaOH,NaCl)的腐蚀试验,测量获得其浸泡过程中的pH值、有效孔隙率、纵波波速的变化规律,以一系列化学反应式初步探讨板岩的水化学腐蚀机制.对比分析了不同溶液下板岩的变形、强度特性和试件破裂形态.基于水化学损伤与纵波波速的经验公式引入水化学损伤变量,进行自编制多场耦合有限元程序的岩石弹塑性应力-化学-损伤(MCD)计算模拟验证.结果表明:①板岩受水-岩作用影响,其峰值强度σc、弹性模量E均有不同程度劣化;②随浸泡时间增加破裂形态逐渐由脆性转向延性;③岩石参数的损伤程度与有效孔隙率和纵波波速之间有明显的非线性、非单调的关系.

关键词：板岩、水-岩作用、化学腐蚀、单轴压缩、损伤、MCD耦合

所属期刊栏目：41

分类号：TD315(矿山压力与支护)

资助基金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目3132014326;国家基础研究发展计划973资助项目2011CB013503;辽宁省科学事业公益研究基金资助项目2013003003

在线出版日期：2016-07-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：80-87