紅層軟巖遇水軟化的微細(xì)觀機(jī)理研究

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1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)．1U夠國(guó)際圖書分類號(hào)：’西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文密級(jí)：公開(kāi)紅層軟巖遇水軟化的微細(xì)觀機(jī)理研究年級(jí)2011級(jí)姓名宋磊申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士專業(yè)地質(zhì)工程指導(dǎo)老師郭丞壹副塑援二零一四年五月二十二日，C，lass。iftedIndex：砷杪U．D．C：’。SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHOFMICRO—ANDMESO．SOFTENINGMECHANISMOFREDBEDSS0FTROCKWITHⅥ硝TERGrade：Candidate：Acade

2、micDegreeAppliedfor：Speciality：Supervisor：201lSongLeiMasterGeologicalEngineeringAssociateProfessorGuoYong—chunMay．22．2014西南交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)印手段保存和匯編

3、本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．保密口，在年解密后適用本授權(quán)書；2．不保一使用本授權(quán)書。(請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“v”)學(xué)位論文儲(chǔ)簽名-家磊日期：矽f爭(zhēng)^落指導(dǎo)老師簽名：鴦托、／日期：乙移f夠．f．2名西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文主要工作(貢獻(xiàn))聲明本人在學(xué)位論文中所做的主要工作或貢獻(xiàn)如下：(1)查閱國(guó)內(nèi)外關(guān)于軟巖的文獻(xiàn)資料，總結(jié)紅層軟巖的工程地質(zhì)特征，并研究分析紅層軟巖的物質(zhì)組成，物理力學(xué)性質(zhì)及其水理性質(zhì)，見(jiàn)第2章。(2)通過(guò)閱讀大量紅層軟巖文獻(xiàn)，以西南地區(qū)紅層軟巖為背景，從邊坡巖體結(jié)構(gòu)、巖石結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)等層次對(duì)紅層軟巖的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)

4、行了分析研究，見(jiàn)第3章。(3)對(duì)紅層軟巖的進(jìn)行了各種試驗(yàn)研究，主要包括紅層軟巖浸水試驗(yàn)、紅層軟巖浸水強(qiáng)度衰減試驗(yàn)、紅層軟巖成分流失試驗(yàn)以及紅層軟巖結(jié)構(gòu)連接破壞試驗(yàn)，見(jiàn)第4章。(4)通過(guò)閱讀大量的關(guān)于紅層軟巖的相關(guān)文獻(xiàn)，以西南地區(qū)紅層軟巖為研究背景，從不同尺度研究了水對(duì)紅層軟巖結(jié)構(gòu)的破壞作用，并指出，水化學(xué)作用一種從微觀結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致其宏觀力學(xué)性質(zhì)改變的過(guò)程，水巖相互作用導(dǎo)致巖石的變形、破壞的特征是其宏觀性能的差異，這與其微觀結(jié)構(gòu)改變有著密切的關(guān)系，見(jiàn)第5章。(5)用PFC2D數(shù)值模擬軟件觀察試驗(yàn)壓縮過(guò)程中其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化情況

5、，再現(xiàn)了單軸過(guò)程中巖石從微觀裂紋到宏觀破裂的演化過(guò)程，并指出，隨著含水率的增加，水．巖作用加劇，破壞了巖石的結(jié)構(gòu)，顆粒間連接變?nèi)?，其?qiáng)度衰減明顯，見(jiàn)第6章。本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說(shuō)明。本人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責(zé)任將由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：宋磊日期：弘f牛、鄉(xiāng)、垤西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁(yè)摘要紅層軟巖對(duì)水敏感

6、，與水反應(yīng)強(qiáng)烈，強(qiáng)度急劇下降，抗風(fēng)化性弱，軟化性強(qiáng)，這主要取決于其復(fù)雜的物質(zhì)組成和特殊的結(jié)構(gòu)特征?？障?、裂隙的發(fā)展是其微觀上的結(jié)構(gòu)改變的表現(xiàn)，微觀結(jié)構(gòu)變化的不斷積累最終導(dǎo)致巖石宏觀物理力學(xué)性能下降。微觀結(jié)構(gòu)的變化是內(nèi)因，而宏觀力學(xué)性質(zhì)變化是外在表現(xiàn)。因此，文章對(duì)不同層次(體觀結(jié)構(gòu)、細(xì)觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu))軟巖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，旨在探討紅層軟巖在軟化過(guò)程中水分以及結(jié)構(gòu)變化對(duì)軟巖軟化的影響，文章的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：(1)通過(guò)查閱紅層軟巖的相關(guān)文獻(xiàn)，總結(jié)紅層軟巖的結(jié)構(gòu)類型，從微觀到宏觀可分為三個(gè)尺度，即巖體結(jié)構(gòu)，巖石結(jié)構(gòu)，微觀結(jié)構(gòu)

7、，從宏觀到微觀其結(jié)構(gòu)具有一定的相似性，均可分為致密、定向、松散三種結(jié)構(gòu)類型。(2)對(duì)紅層軟巖的進(jìn)行了各種試驗(yàn)研究，主要包括紅層軟巖浸水崩解試驗(yàn)、紅層軟巖浸水強(qiáng)度衰減試驗(yàn)、紅層軟巖成分流失試驗(yàn)、紅層軟巖結(jié)構(gòu)連接破壞試驗(yàn)等，試驗(yàn)結(jié)果表明，水．巖化學(xué)作用致使軟巖物質(zhì)成分、化學(xué)成分等都有一定的流失，且流失程度與水的PH值有關(guān)，且軟巖物理力學(xué)性能降低的根本原因是其結(jié)構(gòu)連接遭到了破壞，結(jié)構(gòu)連接變?nèi)酢?3)用PFC2D數(shù)值模擬軟件觀察不同含水率下試樣壓縮過(guò)程中其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化情況，再現(xiàn)了單軸過(guò)程中巖石從微觀裂紋到宏觀破裂的演化過(guò)程，結(jié)果表

8、明，隨著含水率的增加，水．巖作用加劇，破壞顆粒之間的連接，顆粒連接強(qiáng)度變?nèi)?，巖石強(qiáng)度衰減明顯。(4)從不同尺度研究水對(duì)紅層軟巖結(jié)構(gòu)的破壞作用，水化學(xué)作用一種從微觀結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致其宏觀力學(xué)性質(zhì)改變的過(guò)程，水巖相互作用導(dǎo)致巖石的變形、破壞的特征是其宏觀性能的差異，這與其微觀結(jié)構(gòu)改變有著密切的關(guān)