化学腐蚀下砂岩孔隙结构变化的机制研究

摘要：

利用SEM电镜扫描技术和X衍射晶体鉴定技术,对经0.01 mol/L,pH值为12的NaOH溶液作用前后的( 50 mm×100 mm大小砂岩试件的表面和矿物成分进行分析,探讨砂岩试件腐蚀表面的微区形貌和矿物组成的变化特征.通过一系列室内试验,对0.01 mol/L,pH值为12的NaOH溶液作用下不同时刻砂岩试件的孔隙率、溶液pH值进行测定,并对其变化规律进行分析,得出砂岩孔隙率变化受溶液酸碱度影响和制约的结论.基于化学动力学理论和溶质迁移理论,建立水岩系统的对流-扩散-反应模型,运用孔隙率的变化来定量描述由于水岩作用引起的岩石细观结构的变化.采用有限元法对0.01 mol/L,pH值为12的NaOH溶液的作用下砂岩孔隙率的动态演化过程进行数值计算,结果表明,数值解与试验结果吻合较好.该研究为定量研究化学腐蚀作用对岩石物理力学特性的影响提供了重要依据,为更准确地评估和计算坝基、边坡、核废料处置库、隧道等众多与水化学相关的岩石工程的安全性和稳定性提供了有效的解决手段和分析方法.

关键词：岩石力学、孔隙结构、孔隙率、化学腐蚀、化学动力学、数值模拟

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分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金国际合作重大项目40172098;国家自然科学基金资助项目10472130

在线出版日期：2008-09-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1209-1216