水化学作用对砂岩抗剪强度特性影响效应研究

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (2): 380-386.

水化学作用对砂岩抗剪强度特性影响效应研究

李鹏^{1, 2}，刘建²，李国和¹，朱杰兵³，刘尚各²

1.铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251；2.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071； 3.长江科学院水利部岩土力学与工程实验室，武汉 430010

收稿日期:2009-09-21 出版日期:2011-02-10 发布日期:2011-02-16
作者简介:李鹏，男，1983年生，博士，工程师，主要从事岩土工程方面的研究工作。
基金资助:
国家自然科学基金（No.40672192，No.40772193）；国家重点基础研究发展计划（No.2009CB724603）；国家自然科学基金重点项目（No.50539090）。

Experimental study for shear strength characteristics of sandstone under water-rock interaction effects

LI Peng ^{1, 2}, LIU Jian², LI Guo-he¹, ZHU Jie-bing³, LIU Shang-ge²

1. Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation, Tianjin 300142, China; 2.State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 3. Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China

Received:2009-09-21 Online:2011-02-10 Published:2011-02-16

摘要/Abstract

摘要：

开展了不同水化学溶液侵蚀条件下砂岩的抗剪强度试验，分析了水化学作用对砂岩微细观结构的影响效应，探讨了砂岩的水化学损伤机制。在此基础上，分析了水化学作用对砂岩抗剪强度的影响规律。通过引入岩石水化学损伤度，定量表达了砂岩抗剪强度参数随水化学损伤的演化过程，并采用化学动力学方法，模拟在给定水化学环境条件下重庆砂岩损伤度随时间演化过程，进而预测其抗剪强度参数演化规律。所得结果为定量化研究水化学作用对岩石物理力学特性的影响效应及预测与水化学作用相关的岩土工程的安全性和稳定性提供了良好的借鉴作用。

关键词: 砂岩, 水化学作用, 抗剪强度, 黏聚力, 内摩擦角, 化学动力学

Abstract:

Shear strength tests of sandstone under different hydrochemical environments were carried out. The effect of hydrochemical action on sandstone structure was analyzed from the viewpoint of meso-mechanism; and the mechanism of hydrochemical damage of sandstone was discussed. On this basis, the effect of hydrochemical action on shear strength of sandstone was analyzed; and a variable was introduced to quantitatively express the hydrochemical damage evolution of shear strength parameters. Moreover, the evolution of hydrochemical damage degree of Chongqing sandstone under certain environment was simulated by chemical kinetics method. Based on the simulation, the shear strength parameters can be predicted. The study results can be used as a valuable reference to quantitatively evaluate the hydrochemical corrosion of rock; so as to offer an effective method to estimate the safety and stability of rock engineering under water-rock interaction effects.

Key words: sandstone, hydrochemical action, shear strength, cohesion strength, internal friction angle, chemical kinetics

中图分类号:

TU 452

李鹏，刘建，李国和，朱杰兵，刘尚各. 水化学作用对砂岩抗剪强度特性影响效应研究[J]. , 2011, 32(2): 380-386.

LI Peng, LIU Jian, LI Guo-he, ZHU Jie-bing, LIU Shang-ge. Experimental study for shear strength characteristics of sandstone under water-rock interaction effects[J]. , 2011, 32(2): 380-386.

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