岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (7): 2199-2206.doi: 10.16285/j.rsm.2019.1508

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

硫酸盐对麦积山砂砾岩风化影响的试验研究

王逢睿1, 2，焦大丁1，刘平1, 3，孙博1, 2，王家杰1，杨鸿锐1   

  1. 1. 兰州大学 土木工程与力学学院，甘肃 兰州 730000；2. 中铁西北科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730000； 3. 兰州大学 西部灾害与环境力学教育部重点实验室，甘肃 兰州 730000
  • 收稿日期:2019-09-02 修回日期:2019-12-16 出版日期:2020-07-10 发布日期:2020-09-10
  • 作者简介:王逢睿，男，1977年生，博士，教授级高级工程师，主要从事岩土文物保护与特种加固工程方面的研究
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目（No. 51408285）；中央高校基本科研业务费专项资金（No. lzujbky-2016-k15）；中铁西北科学研究院有限公司科学技术项目

Experimental study on the effect of sulfate on glutenite weathering in Maijishan grottoes

WANG Feng-rui1, 2, JIAO Da-ding1, LIU Ping1, 3, SUN Bo1, 2, WANG Jia-jie1, YANG Hong-rui1   

  1. 1. College of Civil Engineering and Mechanics, Lanzhou University, Lanzhou, Gansu 730000, China; 2. Northwest Research Institute Co., Ltd., of CREC, Lanzhou, Gansu 730000, China; 3. Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment in Western China, Lanzhou University, Ministry of Education, Lanzhou, Gansu 730000, China
  • Received:2019-09-02 Revised:2019-12-16 Online:2020-07-10 Published:2020-09-10
  • Contact: 刘平，男，1981年生，博士，副教授，主要从事古遗址保护工程和地质灾害防治工程方面的研究。Email: liuping@lzu.edu.cn E-mail:651704456@qq.com
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51408285), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (lzujbky-2016-k15) and the Science and Technology Item Foundation of Northwest Research Institute Co.Ltd. of CREC.

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摘要： 麦积山石窟砂砾岩在盐分参与下出现粉化、剥落等现象，这大大加速了石窟岩体的风化进程。通过对砂砾岩进行毛细迁移及循环劣化试验，研究了硫酸盐在砂砾岩中的运移规律，分析了盐分参与下砂砾岩的破坏特征，并得出了其产生的结晶压力。结果表明：硫酸钠结晶使砂砾岩发生显著破坏；硫酸盐在砂砾岩中的运移呈现一定的规律性；硫酸钠溶液的浓度达到0.95～1.13 mol/L区间时，砂砾岩开始破坏，并且得出试验条件下结晶压力理论最大值可以达到33 MPa。

关键词: 麦积山石窟, 砂砾岩风化, 结晶压力, 硫酸钠溶液

Abstract: The phenomenon of silting and spalling is very common during glutenite weathering in Maijishan grottoes. Previous studies have shown that the participation of salt greatly accelerates the weathering process of rock. In this paper, several sets of cylindrical specimens made of glutenite were used in two tests, namely capillary migration test and cycle degradation test. The migration patterns of sulfate in samples and the failure characteristics of the glutenite specimens were discussed. Based on the experimental data and theoretical analysis, the crystallization pressure in glutenite samples was calculated. This is an important parameter for judging the damage of glutenite caused by salt crystallization. The results show that: the crystallization of sodium sulfate caused substantial damage to glutenite; the migration of sulfate in glutenite had regularity; when the concentration of sodium sulfate solution was between 0.95 mol/L and 1.13 mol/L, the destruction of the conglomerate began. The theoretical maximum crystallization pressure could reach 33 MPa under the experimental conditions.

Key words: Maijishan grottoes, glutenite weathering, crystallization pressure, sodium sulfate solution

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[1] 李波波, 王忠晖, 任崇鸿, 张尧, 许江, 李建华, . 水-力耦合下煤岩力学特性及损伤本构模型研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 315-323.
[2] 孙文进, 金爱兵, 王树亮, 赵怡晴, 韦立昌, 贾玉春, . 基于DIC的高温砂岩劈裂力学特性研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 511-518.
[3] 张雨霏, 李建春, 闫亚涛, 李海波, . 基于SHPB试验的粗糙节理面动态损伤特征研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 491-500.
[4] 彭述权, 王培宇, 樊玲, 周子龙, 张珂嘉. 节理岩体弹塑黏性疲劳本构模型研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 379-389.
[5] 李福林, 杨健, 刘卫群, 范振华, 杨玉贵, . 单轴压缩条件下泥岩加载速率变化效应研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(2): 369-378.
[6] 许江, 宋肖徵, 彭守建, 陈灿灿, 冉晓梦, 闫发志, . 基于3D-DIC技术岩石广义应力松弛特性试验研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 27-38.
[7] 詹良通, 孙倩倩, 郭晓刚, 陈锐, 陈云敏, . 花岗岩风化料弃土快速堆填过程中 不排水抗剪强度评估[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 50-58.
[8] 王本鑫, 金爱兵, 王树亮, 孙浩, . 3D打印交叉节理试件力学破裂特性研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 39-49.
[9] 朱赛男, 李伟华, LEE Vincent W, 赵成刚, . 平面P1波斜入射下海底洞室地震响应解析分析[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 93-103.
[10] 薛松, 杨志兵, 李东奇, 陈益峰. 滴状流条件下非饱和交叉裂隙分流机制研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(1): 59-67.
[11] 闻磊, 梁旭黎, 冯文杰, 王伟, 王亮, 常江芳, 袁维, . 冲击损伤砂岩动静组合加载力学特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(11): 3540-3552.
[12] 金爱兵, 王树亮, 王本鑫, 孙浩, 赵怡晴, . 基于DIC技术的3D打印节理试件破裂机制研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(10): 3214-3224.
[13] 周其健, 马德翠, 邓荣贵, 康景文, 祝全兵, . 地热系统作用下红层软岩力学性能试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(10): 3333-3342.
[14] 金磊磊, 魏玉峰, 黄鑫, 魏婕. 基于节理面三维形貌的岩石节理抗剪强度 计算模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(10): 3355-3364.
[15] 舒芹, 王学滨, 赵扬锋, 白雪元, . 应力球量不变应力跌落方式下非均质岩样 破坏过程数值模拟[J]. 岩土力学, 2020, 41(10): 3465-3472.
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[1] 姚仰平，侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 尤红兵，赵凤新，李方杰. 层状场地中局部不均体对平面P波的散射[J]. , 2009, 30(10): 3133 -3138 .
[3] 贾宇峰，迟世春，林 皋. 考虑颗粒破碎影响的粗粒土本构模型[J]. , 2009, 30(11): 3261 -3266 .
[4] 孔位学，芮勇勤，董宝弟. 岩土材料在非关联流动法则下剪胀角选取探讨[J]. , 2009, 30(11): 3278 -3282 .
[5] 杨育文. 土钉墙计算方法的适用性[J]. , 2009, 30(11): 3357 -3364 .
[6] 兰海涛，李 谦，韩春雨. 基于广义回归神经网络的边坡稳定性评价[J]. , 2009, 30(11): 3460 -3463 .
[7] 沈 扬，周 建，龚晓南，刘汉龙,. 考虑主应力方向变化的原状软黏土应力应变性状试验研究[J]. , 2009, 30(12): 3720 -3726 .
[8] 邵生俊，郑 文，王正泓，王 帅. 黄土的构度指标及其试验确定方法[J]. , 2010, 31(1): 15 -19 .
[9] 杨利国，骆亚生，李 焱，王志杰. 初始应力条件对压实黄土动强度影响的研究[J]. , 2010, 31(1): 87 -91 .
[10] 赵理政，姜洪涛，唐朝生，施 斌. 超微粒子水泥加固软土试验研究[J]. , 2010, 31(1): 118 -122 .
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