›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (9): 2607-2612.doi: 10.16285/j.rsm.2015.09.022

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

酸碱溶液环境中软岩的崩解试验及能量耗散特征研究

黄 明,詹金武   

  1. 福州大学 土木工程学院,福建 福州 350108
  • 收稿日期:2014-11-30 出版日期:2015-09-10 发布日期:2018-06-13
  • 作者简介:黄明,男,1983年生,博士,副教授,主要从事岩土工程方面的教学与科研工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.41202195);福建省自然科学基金(No.2012J05090);教育部博士点新教师基金(No.20123514120005)。

Disintegration tests and energy dissipation characteristics of soft rock in acid and alkali solution

HUANG Ming, ZHANG Jin-wu   

  1. College of Civil Engineering, Fuzhou University, Fuzhou, Fujian 350108, China
  • Received:2014-11-30 Online:2015-09-10 Published:2018-06-13

摘要: 基于不同pH值溶液中泥质页岩的循环崩解试验,得到了不同粒径范围颗粒百分含量随崩解次数的变化关系。结果表明,pH值较小时小粒径的颗粒百分含量普遍较大,且随着崩解次数的增加而增大,最终趋于稳定。基于能量耗散原理,建立了岩石单次崩解后新增表面能及循环崩解累积新增表面能的计算公式,重点论述了pH值变化对泥质页岩崩解过程新增表面能的影响规律,结果表明:随着崩解循环次数的增加,岩石表面能单次增量越小,酸碱度变化对泥质页岩崩解表面能单次增量的影响较大;pH值越小,岩石循环崩解累积表面能增量越大,且趋于稳定所需的循环次数越少,说明酸性溶液有助于加速泥质页岩的崩解,碱性溶液对泥质页岩的崩解影响较小。最后,建立了泥质页岩崩解过程中能量耗散量预测的对数函数表征公式,分析认为,模型参数随pH值的增大基本呈相似的递减规律。

关键词: 软岩, 崩解, 能量耗散, pH值

Abstract: A series of disintegration tests was performed on an argillaceous shale in various acid and alkali solutions, from which the relationship between the percentage content of different size particles and the cycle number is determined. Results show that the lower the pH value is, the larger the percentage composition of granules, and the percentage increases with the increase of disintegration cycles and finally tends to be constant. Based on the principle of energy dissipation, theoretical computational formulations are developed for the incremental surface energy and cumulative incremental surface energy, and the influence of pH on the cumulative incremental surface energy is characterized. The incremental surface energy decreases with the increase of cycle number in an individual disintegration cycle, and is significantly influenced by acidity. Lower pH value may lead to more cumulative incremental surface energy; but disintegration characteristics are not influenced by alkaline solution. The energy dissipation of argillaceous shale in the process of disintegration is characterized as a logarithmic function. It is found that all the relationship curves have the same attenuation trend. The model parameters, which are inverse-analyzed from test data, decrease analogously with the increase of pH value.

Key words: soft rock, disintegration, energy dissipation, pH value

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[1] 周翠英, 孔令华, 崔光俊, 于磊, 刘镇, . 基于天然红层材料的软岩成型模拟研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 419-427.
[2] 周翠英, 梁宁, 刘镇, . 红层软岩压缩破坏的分形特征与级联失效过程[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 21-31.
[3] 赵国彦, 李振阳, 吴浩, 王恩杰, 刘雷磊. 含非贯通裂隙砂岩的动力破坏特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 73-81.
[4] 雷江, 陈卫忠, 李翻翻, 于洪丹, 马永尚, 谢华东, 王富刚, . 引红济石引水隧洞围岩力学特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3435-3446.
[5] 陈卫忠, 田 云, 王学海, 田洪铭, 曹怀轩, 谢华东, . 基于修正[BQ]值的软岩隧道挤压变形预测[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3125-3134.
[6] 周翠英, 黄思宇, 刘镇, 陆仪启, . 红层软岩软化的界面过程及其动力学模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3189-3196.
[7] 尹黎阳, 唐朝生, 谢约翰, 吕超, 蒋宁俊, 施斌, . 微生物矿化作用改善岩土材料性能的影响因素[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2525-2546.
[8] 马德鹏, 周岩, 刘传孝, 商岩冬, . 不同卸围压速率下煤样卸荷破坏能量演化特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2645-2652.
[9] 储昭飞, 刘保国, 任大瑞, 宋宇, 马强, . 软岩流变相似材料的研制及物理模型试验应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2172-2182.
[10] 赵振华, 张晓君, 李晓程, . 含卸压孔硬岩应力松弛特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2192-2199.
[11] 杨骐莱, 熊勇林, 张 升, 刘干斌, 郑荣跃, 张 锋, . 考虑温度影响的软岩弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1898-1906.
[12] 孙广臣, 谢佳佑, 何 山, 傅鹤林, 江学良, 郑 亮, . 不同方向地震激励下软岩桥隧 搭接段动力响应研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 893-902.
[13] 陈卫忠, 李翻翻, 马永尚, 雷 江, 于洪丹, 邢天海, 郑有雷, 贾晓东, . 并联型软岩温度-渗流-应力耦合三轴流变仪的研制[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1213-1220.
[14] 肖晓春, 樊玉峰, 吴迪, 丁鑫, 王磊, 赵宝友, . 组合煤岩破坏过程能量耗散特征及冲击危险评价[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4203-4212.
[15] 李国维, 施赛杰, 侯宇宙, 吴建涛, 李 峰, 吴少甫, . 引江济淮试验工程非膨胀土开发技术实验研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 302-314.
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[1] 王 飞,王 媛,倪小东. 渗流场随机性的随机有限元分析[J]. , 2009, 30(11): 3539 -3542 .
[2] 杨 强,刘耀儒,冷旷代,吕庆超,杨春和. 能源储备地下库群稳定性与连锁破坏分析[J]. , 2009, 30(12): 3553 -3561 .
[3] 詹永祥,蒋关鲁. 无碴轨道路基基床动力特性的研究[J]. , 2010, 31(2): 392 -396 .
[4] 万 智,董 辉,刘宝琛. 基于正交设计下SVM滑坡变形时序回归预测的超参数选择[J]. , 2010, 31(2): 503 -508 .
[5] 黄 阜,杨小礼. 考虑渗透力和原始Hoek-Brown屈服准则时圆形洞室解析解[J]. , 2010, 31(5): 1627 -1632 .
[6] 刘 杰,何 杰,闵长青. 楔形桩与圆柱形桩复合地基承载性状对比研究[J]. , 2010, 31(7): 2202 -2206 .
[7] 胡勇刚,罗 强,张 良,黄 晶,陈亚美. 基于离心模型试验的水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基变形特性分析[J]. , 2010, 31(7): 2207 -2213 .
[8] 王学武,许尚杰,党发宁,程素珍. 水位骤降时的非饱和坝坡稳定分析[J]. , 2010, 31(9): 2760 -2764 .
[9] 王观石,李长洪,胡世丽,冯 春,李世海. 岩体中应力波幅值随时空衰减的关系[J]. , 2010, 31(11): 3487 -3492 .
[10] 王维铭,孙 锐,曹振中,袁晓铭. 国内外地震液化场地特征对比研究[J]. , 2010, 31(12): 3913 -3918 .