化学腐蚀下节理花岗岩法向刚度演变规律试验研究

通过开展侧限条件下完整试样及不吻合节理试样法向荷载压缩试验，研究了节理花岗岩法向应力及法向闭合的变化特征，揭示了不同化学溶液酸碱值pH(1、3、7、12)和不同腐蚀时间t(10、30、100 d)条件下含不同初始开度b的节理试样法向刚度演变规律。试验结果表明：不吻合节理试样的应力随应变变化特征不同于完整试样及吻合节理试样，由于节理表面微凸体的崩解，在应力-应变曲线整体增长过程中产生了局部应力降现象。不吻合节理法向闭合曲线呈现非线性的特点，法向位移增加速率随法向应力先增大后减小；相同法向应力下，试样法向位移及节理闭合速率随初始开度的增大而变大。通过引入经典节理闭合模型，分析得出节理试样法向刚度同时受初始开度、pH值及腐蚀天数的影响，其中受初始开度的大小影响最为明显。当pH=1、t=10 d时，法向位移从1～3 mm,b=1.65 mm的试样法向应力较b=3.4 mm的试样提高46.26%～149.46%；节理法向应力及刚度随着酸性溶液pH值的减小而减小；随腐蚀时间增加，不同化学溶液下的部分节理法向刚度先减小后增大。