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生變化，對巖體工程的長期穩定性造成威脅。因此，本文針對巖體工程中易于發生的巖土體剪切破壞問題及其在水化學環境作用下的力學性質的衰變、弱化問題，選取三峽庫區三疊系上統須家河組（T3xj）的砂巖為研究對象，利用自主研發的煤巖細觀剪切試驗裝置和PCI-2型聲發射測試分析系統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展過程及其聲發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律及其聲發射特性，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展情況一致，初次觀測到的表面裂紋都出現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生前階段聲發射信號劇增。