受酸腐蚀砂岩的物理力学性质探讨

考虑化学作用的岩土力学性质研究及其稳定性问题已成为国内外学者关注的焦点。采用酸性环境下的加速试验,研究了钙质胶结砂岩受酸腐蚀后在不同时段单轴压缩应力作用下表现出来力学特性,揭示了砂岩腐蚀过程和受酸腐蚀机制,其目的是为酸雨环境下,研究岩体的物理力学性质提供可以借鉴的思路和方法。     

加载速率影响下类硬岩声发射及破裂响应特征

为明确硬岩破坏失稳过程中的声学及破裂响应特征与加载速率相关性,对不同加载速率下类硬岩岩样进行单轴压缩试验及声发射测试,分析类硬岩力学参数特性、声发射现象及破裂响应特征,并基于声发射特征获得类硬岩破坏前兆预警信息。结果表明:类硬岩的峰值强度、弹性模量和峰值应变具加速率效应;随着加载速率增大,力学参数总体呈指数函数增长,相对低加载速率下(0.10~0.15 kN/s)的增长速率较快而在相对高加载速率下(0.20~0.25 kN/s)的增长速率略有减缓;声发射参数演化呈阶段性增长趋势,最大增幅与加载速率呈正相关;随着加载速率增大,AE幅度和幅度密度逐渐增大,AE振铃计数由低值低频向高值高频转变,AE能量由孤震型向群震型转变;加载速率对破裂模式及破碎形态具有明显影响,随着加载速率增大岩样由剪切破坏逐渐向拉伸剪切复合破坏、拉伸破坏演变,破裂程度增大并逐渐表现出岩爆倾向;声发射b值随加载时间增大经历了先上升、后波动、最后下降的演化阶段,呈逐渐减小趋势;类硬岩的临界破坏前兆点(b值)为0.68,声发射前兆信息的预警时序由大到小为累计振铃计数、累计能量、b值,具有良好的时效性和可靠性。研究成果对揭示硬质围岩体力学特征和破坏前兆信息预警提供一定参考。      

酸性环境下类砂岩材料物理性质的试验研究

采用酸性环境下的加速试验方法,研究了不同时段类砂岩材料-砂浆的物理性质,测试了试样的波速,监测了溶液中H+、Ca2+浓度变化,发现在不同腐蚀阶段砂浆表现出来的物理性质相差较大,其反应过程具有阶段性和Ca2+离子溶出具有滞后性的特点。同时,对不同尺寸试样受酸腐蚀的影响程度进行了对比分析,为酸雨地区岩石和混凝土性质的研究提供了可借鉴的思路。     

黄土隧道初期支护性能分析

以定西隧道为背景,利用有限元软件进行模拟。通过监控量测获得典型断面围岩的变化规律,并将数值模拟和现场量测结果进行对比分析,得到隧道在开挖扰动后初期支护的受力状态,给出隧道初期支护的优化参数,研究将对该类地区黄土隧道的初期支护提供建议和方法。     

隧道施工对黄土松动区内力和位移影响研究

为了掌握黄土隧道施工过程对围岩松动区内力和位移变化的影响,在天定高速定西黄土隧道施工时,在围岩松动区内埋设了锚杆轴力计、单点位移计和土压力盒,以测得的数据为基础,并结合现场施工状况,对黄土隧道施工各阶段围岩松动区内力和位移变化规律进行了分析和总结。根据所得的变化规律对隧道的后期施工措施进行了相应的调整,这些规律对同类黄土隧道具有指导作用和借鉴意义。     

化学风化作用中的稀土元素行为及其影响因素

地表风化作用长期以来一直是地球和环境科学研究的焦点问题。风化作用中微量元素地球化学行为的研究不但有助于对一系列全球性问题的认识和理解,而且有助于许多与人类生存密切相关的环境问题的解决。系统总结了近年来国内外在风化作用中的稀土元素地球化学研究领域的主要内容和最新进展,着重介绍了风化壳中稀土元素的分布特征、Ce异常成因、稀土元素的赋存状态和迁移方式、影响稀土元素分布和循环的主要因素,以及风化作用稀土元素地球化学的主要研究方法。最后,分析指出有机质和微生物作用对稀土行为的影响是未来的重要研究方向。     

酸性环境下类砂岩材料波速特性分析

在酸性环境条件下进行的加速腐蚀试验,研究了不同时段和不同酸度条件下类砂岩材料砂浆的纵波性质变化规律,分析了化学反应速率、酸液中H+,Ca2+浓度变化和形成胶体化合物性质之间的联系,发现反应过程具有阶段性和离子溶出具有滞后性的特征,为酸雨地区混凝土和砂岩力学性质的研究提供了可以借鉴的思路。