朱运明[1]2001年在《酸性环境中砂岩强度、变形性质的实验研究》文中提出实际酸性或碱性环境中的岩体力学性质的逐渐劣化问题，是评价与估算岩体工程设计寿命与使用年限的根本问题；其本质是岩体化学与力学的交叉混合影响作用问题，具有深远的理论意义与广阔的实用前景。本文选择具体的、重要的环境岩土工程问题，即酸性环境中岩体强度特性与变化规律进行了模拟试验分析研究。针对钙质胶结为主的长石砂岩，用不同PH值的缓冲溶液模拟酸性环境，通过对这种化学溶蚀砂岩样的单轴压缩试验和CT试验结果的分析，研究探索了酸性水溶液中砂岩样的力学性质及其变化规律；结合岩样的化学成分和结构特征，分析探索了其力学性质变化的化学作用机理；将酸液对砂岩的钙质胶结物CaCO_3的溶蚀看作是岩石的一种损伤，以化学动力学理论为基础，通过EDTA滴定试验测定了CaCO_3的溶蚀速率，进而提出了砂岩的化学损伤模型及损伤演化律；应用提出的化学损伤模型与用实验得出的岩石变形模量值与强度值进行了对比验证，并与传统的CT数损伤模型进行了比较，证明了其合理性与精度；本模型从细观上描述岩石宏观力学性质的劣化，只有时间和PH值两个变量，只要测定胶结物的种类与初始含量及溶液PH值就可以预测任意时刻岩石的强度。最后，论述了溶质在大体积实际岩体中的运移过程及不同边界条件下考虑渗流与弥散效应的实际岩体的化学损伤强度的预测方法；为预测某一实际岩体工程的使用寿命与服务期限提供了一套分析理论与分析预测方法。
张梁[2]2014年在《酸性环境干湿交替作用下泥质砂岩宏细观损伤特性研究》文中指出存在于岩体中的水对岩体具有力学的、物理的和化学的各方面作用，水-岩之间的相互作用问题是边坡、危岩、坝基、文物保护等众多与水相关的岩石工程的最基础性研究课题之一，具有十分重要的科学意义。随着我国对水利水电资源的大力开发，水库蓄建，库区地质环境和水文条件将会发生前所未有的改变。库岸边坡岩土体在干湿循环及酸性环境作用下发生强度劣化，当劣化发展到一定程度的时候就可能会引起岸坡失稳。针对上述问题，本文在总结前人研究成果的基础上，依托教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目“干湿循环作用下岩石劣化宏细观损伤机理研究”专题开展研究。主要研究工作及获得的有益成果如下：1）开展了不同干湿循环次数及酸性溶液侵蚀条件下泥质砂岩的吸水性试验、单轴及叁轴压缩试验、抗拉试验，分析了干湿循环及酸溶液浸泡作用对泥质砂岩微细观结构的影响效应，探讨了泥质砂岩的水-岩损伤机理。在此基础上，分析了干湿循环及酸溶液作用对泥质砂岩单轴抗压强度、弹性模量、黏聚力与内摩擦角的影响规律，同时通过引入干湿循环作用岩石参数劣化函数，定量表达了泥质砂岩力学强度参数随酸性及中性环境干湿循环次数损伤的变化规律。2）在试验研究的基础上，根据弹塑性力学的相关理论，建立考虑岩石应变软化的线弹性-Duncan双曲线-塑性软化-残余理想塑性四段式模型，并分段建立本构方程。运用连续损伤力学和统计理论，Weibull分布的前提下，建立了分别基于M-C、D-P及H-B强度准则作为岩石材料微元强度度量的泥质砂岩损伤统计本构模型，与试验结果进行验证，吻合效果较好。3）根据干湿循环试验结果，假设岩石微元强度是服从Weibull分布的，利用连续损伤理论、统计方法和Lemaitre应变等效假说，基于D-P强度准则和虎克定律，分别建立了酸性及中性环境条件下干湿循环过程下的岩石损伤统计本构模型。结果表明：计算得到的理论曲线与试验结果情况吻合较好。4）通过电镜扫描以及能谱分析对岩石微观形貌、矿物成分等进行研究，分析了酸性及中性环境干湿循环作用对泥质砂岩的力学特性影响机理，结果表明在水物理化学溶液干湿循环作用下，泥质砂岩的矿物成分及微观的形貌结构会发生改变。通过引入颗粒流数值模拟软件，对泥质砂岩的微细观破坏进行模拟分析。探讨了酸性环境干湿循环作用下的泥质砂岩细观参数变化规律，分析了细观参数与干湿循环次数的关系，并定义了干湿循环细观参数劣化表达式，用于定量描述干湿循环作用对泥质砂岩细观参数的影响程度。5）通过细观模型的计算分析表明，峰值应力状态下同围压下的颗粒接触网络与颗粒力链的分布形态相似，但力链的粗细及分布有差异，颗粒之间粘结的断裂数量随干湿循环次数的增加而增大。同时裂纹也有相同的趋势。在酸性条件下，颗粒接触网络断裂的数量要远远大于中性条件下，同时试样内部剪切型裂纹大幅度增加。对颗粒细观损伤进行分析，建立了以细观模量为基础的泥质砂岩细观损伤模型。在试验研究的基础上，对泥质砂岩的细观劣化过程进行了分析，探讨了泥质砂岩干湿循环作用下的细观损伤机理，为泥质砂岩在酸性环境干湿循环作用下宏观破坏提供理论基础。
乔丽苹[3]2008年在《砂岩弹塑性及蠕变特性的水物理化学作用效应试验与本构研究》文中提出地下水是地质环境中的活跃因素,它是一种复杂的水化学溶液,具有不同离子组分、浓度及酸碱度,即使是纯水,它与岩土介质的相互作用,仅从有效应力原理考虑其力学效应也是不够的,尚需考虑其复杂的水-岩物理化学作用效应。已有的研究初步表明,水对岩石的弹塑性与流变特性存在十分明显的影响。因此,岩体工程的稳定性不单纯取决于应力作用下岩体本身的力学行为,同时也有赖于应力与水物理化学环境的共同作用效应,就此问题开展深入细致和定量化的研究,对于存在水物理化学作用效应的岩体工程稳定性、核废料储存库安全、滑坡孕育以及环境工程中的污染物处置等问题均具有重要的理论意义与应用价值。本论文在完成一系列砂岩微细观结构损伤、弹塑性和蠕变特性的水物理化学作用效应等试验的基础上,分析了砂岩的水物理化学损伤演化特征与机理,研究了水物理化学作用对砂岩弹塑性与蠕变特性的影响效应与规律,建立了描述砂岩水物理化学损伤的损伤变量表达式,提出了能够描述水物理化学作用对砂岩弹塑性变形特性影响的改进型Duncan模型以及考虑水溶液离子浓度的H-P-C Burgers蠕变模型,同时实现了基于该蠕变模型对砂岩蠕变行为的数值模拟。论文的主要内容如下:(1)通过开展不同水环境作用下砂岩试件矿物成分与含量、空隙度、水溶液离子浓度、pH值等物性指标的系列测试,并对不同水环境作用后的砂岩试件进行显微结构分析与CT检测,从不同角度和层次揭示了水物理化学作用下砂岩的微细观损伤特征与机理,进而提出并验证了以次生空隙率变化描述砂岩水物理化学损伤的损伤变量表达式。(2)完成了干燥、饱水及不同水环境作用后砂岩单轴压缩试验的系列研究,获得了水物理化学作用对砂岩单轴抗压强度、变形性能及峰后变形与强度特性的影响效应,在分析水溶液离子浓度和pH值对砂岩强度与变形特性影响规律的基础上,提出了改进的Duncan模型以描述水物理化学作用下砂岩的弹性变形行为。(3)完成了干燥、饱水及不同水环境作用后砂岩单轴压缩蠕变试验的系列研究,获得了水物理化学作用对砂岩蠕变特性的影响效应与规律,研究表明:不同水溶液离子浓度和pH值对砂岩的蠕变特性存在较明显的影响效应,且水溶液离子浓度比酸碱度对砂岩蠕变变形的影响更显着;在离子浓度相同情况下,水溶液酸碱度越大,对砂岩蠕变变形的影响越明显;在酸碱度相同情况下,水溶液离子浓度越大,对砂岩蠕变变形的影响越明显。(4)通过比较干燥、纯水和不同水环境作用后砂岩蠕变变形的差异,分离出水物理化学作用对砂岩蠕变变形的贡献,获得了砂岩蠕变变形、水溶液离子浓度和pH值及其与时间的相关关系,在此基础上,考虑水溶液离子浓度对砂岩蠕变特性的影响效应,研究并确定了砂岩蠕变模型的基本结构,进而采用遗传算法对模型参数进行辨识,提出了考虑水溶液离子浓度作用效应的砂岩H-P-C Burgers蠕变模型。(5)将所提出的H-P-C Burgers模型嵌入Abaqus软件的蠕变模型库,实现了基于该蠕变模型对砂岩蠕变行为的数值模拟。
郭永春[4]2007年在《红层岩土中水的物理化学效应及其工程应用研究》文中进行了进一步梳理论文以红层路基渗流、坡面侵蚀、可溶盐溶蚀等特殊工程地质问题为研究对象，应用现场地质调查、常规试验、微观分析、化学分析、物理模拟、化学模拟、数值模拟等研究手段，系统研究了红层岩土中水的各种物理化学效应微细观特征及其对工程的影响；首次建立了红层岩土中水的物理化学效应的工程判别标准：对红层地区路基设计施工中的特殊岩土工程问题，提出了新的设计原则及其工程对策。主要内容如下：(1)系统总结了我国红层在分布、地层、岩性、地质构造、岩层产状、岩体结构、工程性能、工程地质问题等8个方面的工程地质特征，为红层特殊工程地质研究提供了基础。(2)通过对铁路、公路、水利水电、建筑等30个工点调查总结，根据红层岩土中水的作用规律，将红层工程地质问题分为物理效应问题、化学效应问题和力学效应问题，较深入的研究了它们对红层路基稳定性的影响。(3)通过513组岩石、土工、化学、模型、模拟试验研究，证明了红层岩土中水的物理化学效应显着；提出了应用崩解指数、软化系数、胶结系数、CBR软化系数、自由膨胀率等参数判断红层岩土中水的物理效应工程判别标准；提出了应用PH值、电导率、关键物质成分含量等参数判断红层岩土中水的化学效应工程判别标准。(4)设计制作了红层岩土崩解率、崩解量、崩解速率等崩解指标的实时测试仪器，并得到了较为理想的崩解试验成果，为崩解试验指标获取和崩解规律研究提供了新的方法，并获得了红层岩土崩解新的成果。(5)设计18组室内外红层泥岩崩解模拟试验，得到了原状样、烘干样、风干样、饱水样在不同条件下的崩解变化规律、崩解破坏形式等试验参数。(6)通过对9种路基填料CBR试验研究，提出CBR软化系数的概念，应用CBR软化系数分析路基填料遇水稳定性的分析方法，并用红层填料实例验证分析方法的有效性。(7)设计制作了测量粗颗粒填料水平渗透系数和垂直渗透系数的改进仪器，并得到了不同压实度下红层填料的水平渗透系数和垂直渗透系数变化规律。(8)设计15组路堤渗流模型模拟和数值模拟，得到了路堤渗流与路堤几何形状、压实度、填料类型、填筑方式、水头压力、各向异性等参数的变化规律。(9)通过现场调查及野外试验，提出红层路基边坡坡面侵蚀基本特征和侵蚀深度确定方法。(10)设计18组浸泡、淋滤等化学模拟试验，得到了碱性红层岩土工程性能与蒸馏水、酸性水、碳酸水的变化规律。(11)通过12组化学成分、30组易溶盐、6组难溶盐，50组PH、50组电导率等测试分析，得到了红层岩土工程性质随PH值、电导率、关键物质成分含量等参数的变化规律。(12)通过红层岩土试样脱钙前后自由膨胀率对比试验，得到了红层岩土膨胀性、分散性随碳酸钙含量变化规律。(13)通过对5个工点的调查，总结了红层岩土中可溶性成分流失问题的基本特征，提出相应工程对策。
彭永伟[5]2004年在《岩石水化学损伤的机理及模型研究》文中研究说明本文基于以往的理论与实验研究基础,初步探讨岩石水化学损伤作用的机理;通过室内进行岩石水化学损伤力学抗压和抗拉实验,研究了不同 pH 值下、不同浸泡时间下的水化学作用对岩石强度的影响。初步探讨了岩石水化学作用对岩石力学效应的影响规律。利用化学动力学理论和损伤力学理论,建立了岩石水化学损伤的强度模型,并利用此模型对试件进行了强度预测,并与实验值进行了对比。利用有限元软件 FEPG 进行编程,并利用所建立的水化学损伤模型,预测了大型岩体的强度。
霍润科[6]2006年在《酸性环境下砂浆、砂岩材料的受酸腐蚀过程及其基本特性劣化规律的试验研究》文中研究指明本文选择了目前环境岩土工程中最基础的科学问题,即酸性环境下砂浆及砂岩材料的基本性质问题开展了室内试验研究,分析了材料受酸腐蚀过程中物理、化学及力学特征,揭示了其性质变化的规律,建立了受酸腐蚀过程中材料的宏、细观模型,提出了以氢离子浓度变化为主要影响因素的岩石及混凝土结构使用寿命预测模型和方法,本文的主要创新性成果如下:1.对砂浆材料,在系统分析不同时段酸液中氢、钙离子浓度变化规律与砂浆受酸腐蚀微细观机理的基础上,采用质量变化率和波速变化率的定量对比,揭示了腐蚀过程所表现出的阶段性特征,建立了受酸腐蚀等效体砂浆试样波速-孔隙率预测模型;在建立腐蚀过程中试样孔隙率增大和承载面积减小概化模型的基础上,推导了腐蚀过程中抗折强度模型与计算公式,初步验证得到了计算值与试验结果间良好的一致性。2.对砂岩材料,剖析了钙质胶结长石砂岩试样在不同浓度盐酸溶液浸泡过程中的强度特性、破坏模式、应力-应变关系和割线模量等力学特征,建立了氢离子扩散的常、变系数扩散模型,借助于无扰动CT扫描技术和化学动力学分析,对受酸腐蚀的细观损伤机理进行了量化分析,建立了试样单轴抗压强度、渗透破坏深度、CT数与岩石密度之间的关系式,实现了宏、细观力学性质的有机结合。3.以快速试验对扩散规律的认识为基础,考虑化学反应造成酸液浓度降低对腐蚀的阻滞作用,建立了在大体积岩石及混凝土材料中考虑化学反应影响时溶质的扩散控制方程,开发了相应的二维有限元分析程序,结合某一水利工程受酸雨影响的使用寿命问题,提出了一种预测大体积岩石及混凝土中酸液浓度扩散范围随时间变化及强度劣化规律的思路与方法。
李光[7]2016年在《废弃油层封存CO_2的渗流—应力—损伤耦合机理及对CO_2埋存安全性的影响》文中研究表明目前,由气候变化引发的自然灾害频发,造成了大量的人员伤亡和财产损失。C02等温室气体的大量排放被认为是导致气候变化的主要原因,因此,如何减少CO2的排放已成为人们关注的焦点。将原本排放至大气中的CO2捕集收集,进行处理后埋存于深部地层中是一种能够有效减少CO2排放的方法,即CCS技术(Carbon Capture and Storage),目前已得到广泛应用,而C02从深部地质构造中泄露问题是能否实现C02安全有效封存的关键。废弃油层被认为是适合实施CO2封存的地质构造之一。CO2注入后会增大储层内岩体中的流体压力从而引起岩石产生体积应变’,其宏观表象为岩石发生膨胀变形、储层地表抬升。当体积变形超过一定的范围,会导致岩石发生损伤破裂,使储层中原有的密封构造遭到破坏,产生高渗通道并最终导致CO2发生泄露,影响封存的安全性。本文以吴起油沟油田长4+5’区块为目标储层,采用室内试验、理论分析和数值模拟的方法,从渗流-应力-损伤耦合理论出发,建立考虑储层岩体损伤的数学模型,通过数值模拟,对目标储层封存C02封存过程中的地质力学响应进行了预测,并对影响封存安全性的主要因素进行了敏感性分析。最后,对C02泄露至含水层后地层水的pH值、矿化度等指标的变化规律进行了模拟预测,对C02泄露至含水层的危害性进行了评价。研究成果对实现废弃油层安全有效的封存C02有重要的理论意义和应用价值。本文完成的工作及所取得的主要成果如下：(一)通过岩石单轴力学实验测定了目标储层中岩石的弹性模量、泊松比等力学参数；通过叁轴及循环加卸载实验测定了岩石轴向变形、体积变形随轴力的变化曲线；通过驱替实验测定了目标储层中岩石的孔隙度和渗透率,并研究了不同相态CO2驱替时对岩石溶解腐蚀程度的影响以及岩石孔渗参数的变化规律。(二)建立了能够表征废弃油层封存CO2过程中渗流机理和力学机理的数学模型,其中,用非达西渗流定律描述了流体在储层中的流动；储层岩石的本构关系采用增量形式表示,同时考虑了有效应力对岩石渗透率和孔隙度的影响,采用多孔介质弹性力学理论将流体的流动方程与岩石的本构方程联系起来,建立C02封存过程油气水多相流体流动、骨架变形以及岩体损伤演化的耦合模型并开发了相应的软件系统进行数值求解。(叁)通过数值模拟,对单井注入CO2条件下储层岩石的孔隙度、渗透率变化规律及储层的地质力学响应特征进行了分析,并研究了隔夹层、布井方式等因素对封存安全性的影响。(四)对吴起油沟油田长4+5’区块封存CO2的过程进行了模拟研究,预测了不同注气方案,不同注气参数条件下目标储层的地质力学响应特征,分析了岩体损伤导致埋存体失效的机理,对长4+5’区块实施C02地质封存的安全性和有效性进行了评估,建立了考虑渗流-应力-损伤耦合作用的废弃油层封存CO2的安全性评价的方法。(五)建立了CO2与地层水反应的化学模型,对CO2泄漏进入地层水的过程进行了模拟研究,分析了CO2进入含水层后的溶解规律及其对地层水pH值的影响；分析了矿物的溶解、沉淀规律及其对地层水水质的影响,对CO2泄漏至含水层的危害性进行了评价。
李进[8]2018年在《酸性环境下层状复合岩石力学性能及破坏特征研究》文中指出随着我国社会经济的发展,地下空间的利用越来越受到重视。其中深部地下工程岩体性能的多样性、复杂性是制约地下工程建设的重要因素,特别是针对深部地下复杂环境中的层状复合岩体,其界面层性状的不稳定给研究工作及实际工程带来了巨大的困难和挑战。本文以深部岩体原材料进行加工制作成不同类型的层状复合岩石试件,考虑酸性环境以及界面层角度不同的影响,进行层状复合岩石力学性能及破坏机理的试验研究,研究工作主要内容如下:(1)选取红砂岩、青砂岩以及大理岩为初始岩样,制作了不同类型、不同界面层倾角的层状复合岩样,并进行了pH=2和pH=4酸性溶液下养护,观测了酸性环境对不同岩样的表征和质量的影响。(2)开展了酸性养护后层状复合岩石的单轴抗压试验,得到了其荷载-位移曲线及单轴抗压强度,试验分析表明:酸性溶液养护明显降低了岩样的抗压强度,且酸性强度越大,抗压强度下降越大;界面层倾角越大,酸性对强度的影响越小。界面层倾角越大,复合岩石的单轴抗压强度越低,且不同界面倾角试件的破坏模式不同。(3)进行了动态冲击试验,得到动态应力-应变关系曲线及动态抗压强度,试验结果表明:当界面层倾角较小时,酸性溶液能降低其动态抗压强度;当倾角达到一定范围后,同静态试验相似,酸性环境的影响大幅减小;界面层倾角对岩样的动态抗压强度有较大影响,倾角越大,动态抗压强度越低;当倾角继续增大达到垂直时,酸性环境又呈主导作用;冲击荷载越大动态抗压强度越高。(4)研究表明,界面倾角不同,岩样的动态破坏模式不同;水平倾角时发生穿越界面层劈裂破坏,15度倾角时发生穿越界面层剪切破坏,倾角为对角时发生沿界面层滑移破坏,垂直时发生沿界面层劈裂破坏。(5)基于单一岩石的动态本构模型和实验结果,建立了层状复合岩石的动态本构模型,其中考虑界面层倾角的影响效应,模型曲线与试验结果曲线吻合较好。
王子娟[9]2016年在《干湿循环作用下砂岩的宏细观损伤演化及本构模型研究》文中研究说明水对岩体具有化学、物理和力学的作用,水-岩相互作用问题是岩土工程(边坡、危岩、坝基、文物保护等)基础性研究课题之一,而干湿循环过程是水-岩相互作用的重要组成部分。本文结合国家自然科学基金项目《干湿循环作用下岩石宏细观累积损伤模型研究》(课题编号:51308567),在充分借鉴前人研究成果的基础上,采用实验室“烘干-饱水-烘干”过程来近似模拟叁峡库区消落带典型岩石受库区水位反复升降的影响,通过室内试验、理论分析及数值计算相结合的方法,进一步对不同干湿循环作用下的岩石累积劣化机理进行了较为深入的研究,对研究库岸边坡的稳定性、预测危岩体的寿命,制定库区防灾减灾措施等提供理论依据,具体研究内容为:(1)基于Hertz接触理论,研究了“无损-微损”综合筛选法预测岩石强度的理论机制,建立了岩石抗压强度与密度、纵波波速、回弹值的多元回归模型,精确程度比以往的强度预测经验公式更高;通过试验得到不同含水率砂岩“无损-微损”检测参数的尺度效应方程,砂岩的宏观参数与细观参数的尺度效应相互制约、相互影响,“无损-微损”综合筛选法可作为力学试验的参考,对原岩进行分组时,采用同一岩性、同一尺寸、同一含水率的岩样。(2)本试验选取直径D=50mm,高度h分别为25mm、50mm、100mm叁种尺寸的砂岩,对其进行0、1、3、6、10次的“烘干-饱水-烘干”作用,获得了叁种尺寸在不同循环周期下“饱和”状态的含水率和渗透率,分析了饱和吸水率和初始渗透率与循环次数的关系。(3)对叁种尺寸不同干湿循环作用下的砂岩进行全断面CT扫描试验,通过Matlab软件对CT图像进行伪彩色增强处理、最佳阀值下的边缘检测和分形特征分析,获取了不同循环次数下岩样未受损骨架面积比、初始缺陷(微裂隙、孔隙)面积比和CT图像的分形维数(分形维数与循环次数n、含水率线性相关);以CT数均值定义的损伤变量随着n的增加非线性累积,不同尺寸的砂岩累积系数不一样(h=50mm系数最大),h=25mm和h=100mm的两个岩样(长宽比均为2)其细观结构较为相似,可归为一类进行分析。(4)对设计的干湿循环试验的“干燥”和“饱和”状态下砂岩进行了劈裂试验、单轴压缩试验、叁轴压缩试验、变幅循环加卸载试验,并对不同力学实验过程中各阶段的能量转化进行分析,得到砂岩的各个力学参数随n的变化规律,“饱和”状态下的岩样其变化规律较“干燥”状态下更明显,即“饱和”状态下砂岩“再干燥”使得岩石的力学性能得到部分恢复;砂岩各力学参数受干湿循环作用的影响强弱不一,岩样的抵抗拉伸的性能对水的敏感性大于抗压性能。(5)岩石类材料在峰值区存在应变硬化和软化行为,本文通过干湿循环作用的砂岩的室内力学试验结果,峰前采用修正的Duncan-Chang模型并验证了其具有唯一解,峰后选取最大主应变(1?)作为软化参数,基于M-C屈服准则建立岩石应变软化模型,推导了考虑干湿循环作用的砂岩非线性弹-塑性本构模型,给出了模型各参数的求解公式;基于损伤力学基本理论,分别以能量指标定义了岩石弹性阶段和塑性阶段的损伤变量,给出了不考虑干湿循环初始损伤和考虑初始损伤的不同状态下砂岩损伤演化方程。(6)基于FLAC3D软件的二次开发平台与有限差分理论,获得砂岩的非线性弹-塑性本构模型的有限差分表达式,利用VC++程序实现了干湿循环作用下不同状态下砂岩弹塑性损伤本构模型的二次开发,进而取得了该损伤模型的动态链接计算程序;通过本文模型计算值与两种状态下岩样的试验结果(单轴压缩、叁轴压缩)对比显示,二者较为接近,验证了本文损伤模型二次开发的计算程序可适用性与正确性;并通过建立一个简单的边坡模型进行算例分析,对二次开发本构模型和Mohr-Columb模型进行了对比。
徐飞[10]2012年在《化学溶液对深部软岩的腐蚀效应与准叁轴岩石试验的改进研究》文中研究说明岩石是矿物的集合体,其物理力学性质主要取决于岩石的矿物组成、颗粒间的联结和存在于其内部的微裂纹。而化学溶液的腐蚀将引起岩石矿物组成和结构的改变,这些改变更易发生在微裂隙存在处,从而引起岩石物理力学性质的改变,对岩土工程的长期稳定性产生威胁。由于化学溶液在岩体工程中存在的广泛性,因此,研究化学溶液对岩石变形及强度的腐蚀效应具有重要工程意义,也是当前岩石力学研究的前沿性课题之一。本文以硬脆性砂岩为研究对象,进行了自然状态及多种化学溶液浸泡下的砂岩单轴压缩试验,讨论了化学腐蚀效应对砂岩的变形和强度特性的影响,初步分析了化学腐蚀作用机理,认识到一方面化学溶液腐蚀作用下砂岩有从脆性向延性转变得趋势,这种转变与溶液中的化学成分及其pH值有关。另一方面经化学溶液浸泡后的岩石强度均有所下降。化学溶液的浓度及pH值均相同时,溶液中化学成分的不同使其对砂岩强度的腐蚀程度有明显差异;而浓度与化学成分均相同时,pH值的变化对砂岩的腐蚀效应也很明显。叁轴岩石试验是研究岩石力学的一项重要手段,它能比较完整的模拟软岩在原始地应力状态下的力学性质,是工程设计的重要依据。为了更好的开展深部软岩叁轴应力状态下的试验研究,在常用万能材料力学试验机的基础上设计并配备了温度、压力容器和围压系统,开展了准叁轴岩石试验的改进研究,并用ANSYS有限元分析软件对压力容器等关键结构的强度进行了校核,为深部软岩力学性质的探索提供了一定的技术支持。
参考文献：
[1]. 酸性环境中砂岩强度、变形性质的实验研究[D]. 朱运明. 西安理工大学. 2001
[2]. 酸性环境干湿交替作用下泥质砂岩宏细观损伤特性研究[D]. 张梁. 重庆大学. 2014
[3]. 砂岩弹塑性及蠕变特性的水物理化学作用效应试验与本构研究[D]. 乔丽苹. 中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）. 2008
[4]. 红层岩土中水的物理化学效应及其工程应用研究[D]. 郭永春. 西南交通大学. 2007
[5]. 岩石水化学损伤的机理及模型研究[D]. 彭永伟. 辽宁工程技术大学. 2004
[6]. 酸性环境下砂浆、砂岩材料的受酸腐蚀过程及其基本特性劣化规律的试验研究[D]. 霍润科. 西安理工大学. 2006
[7]. 废弃油层封存CO_2的渗流—应力—损伤耦合机理及对CO_2埋存安全性的影响[D]. 李光. 西南石油大学. 2016
[8]. 酸性环境下层状复合岩石力学性能及破坏特征研究[D]. 李进. 华东交通大学. 2018
[9]. 干湿循环作用下砂岩的宏细观损伤演化及本构模型研究[D]. 王子娟. 重庆大学. 2016
[10]. 化学溶液对深部软岩的腐蚀效应与准叁轴岩石试验的改进研究[D]. 徐飞. 青岛科技大学. 2012
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