岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (6): 2055-2070.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0480CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0480
宋思凡1, 2,胡斌1, 2,张翔宇1, 2,李京1, 2,黄磊3,李炳炎1, 2
SONG Si-fan1, 2, HU Bin1, 2, ZHANG Xiang-yu1, 2, LI Jing1, 2, HUANG Lei3, LI Bing-yan1, 2
摘要: 炭质泥页岩软弱夹层在富有机酸环境中的时效性劣化是诱发岩土工程失稳的关键因素。为探明酸蚀作用下软弱夹层剪切特性及其蕴含的酸蚀机制,以四川黄山石灰石矿山的二叠系软弱夹层为研究对象,开展了草酸溶液浸泡后软弱夹层试样的直剪试验,并进行溶液pH值监测、电镜扫描和波速测试。研究结果表明:软弱夹层中的部分矿物成分能够与草酸溶液发生现象较为明显的化学反应,且浸泡溶液pH值随时间的增加而升高,最终呈现出弱碱性。草酸解离产生的H⁺通过溶解胶结矿物,显著增加微观孔隙率,并导致岩石声波纵波波速劣化具体表现为纵波波速增加、波速变化率逐渐减小。微观损伤进一步向宏观尺度传递,具体表现为剪切破坏形态随酸度增强发生显著演变;且酸蚀后软弱夹层的剪切破坏阶段的应力跌落现象明显减弱,塑性特征显著增强;随着时间的延长及溶液pH值的降低,软弱夹层的黏聚力和内摩擦角均有所减小,抗剪强度呈逐渐劣化的趋势,且强度的降低集中于浸泡初期(0~7 d)。最后,运用统计损伤理论,建立了适用于化学−荷载作用下的岩石统计损伤模型,并与室内直剪试验结果进行对比分析,验证了所建模型的正确性及合理性。
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