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水-岩化学作用等效裂纹扩展细观力学模型
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:0
  • 页码:2104-2110
  • 语言:中文
  • 分类:TU451[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]中南大学资源与安全工程学院,长沙410083, [2]湖南城市学院土木工程学院,湖南益阳413000
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.10972238):湖南省自然科学基金资助项目(No.07JJ6084);中南大学博士生创新项目(No.2009bsxt060).
  • 相关项目:水—岩作用下裂隙岩体损伤—流变—断裂耦合理论及应用研究
中文摘要:

从化学腐蚀下岩石细观结构的变化出发,研究水化学溶液对岩石中裂纹的腐蚀作用。运用地球化学矿物.水反应的溶解动力学,考查水.岩反应化学溶液中不同时间段离子浓度的变化,从理论上探讨化学腐蚀下等效裂纹扩展的定量化分析方法。通过质量守恒定律计算出裂纹在迹长及隙宽方向的变化,将水化腐蚀等效成有效裂纹长度,建立了水.岩化学作用下等效裂纹扩展的计算公式并计算应力强度因子。通过对砂岩的研究结果表明,水。岩化学作用对岩石裂纹的扩展有显著影响,并且具有时间效应。同时,水化学溶液的离子浓度及pH值大小对裂纹的扩展存在影响,其中pH值的变化对岩石的断裂力学效应更加显著。当溶液的酸性越强或碱性越强,腐蚀越大,裂纹扩展越快;pH值为中性时,腐蚀作用得到较大缓解,裂纹发展缓慢。为定量研究裂隙岩体在水岩化学作用下的细观机理提供了一种新的思路。

英文摘要:

Based on the change of rock microstructure under chemical corrosion, corrosive effect of water and chemical solutions on crack is studied. Using geochemical kinetics of mineral-water interactions and checking ion concentration in chemical solution under different periods, the ways of quantitative methods for equivalent crack propagation under chemical corrosion of water-rock interaction are approached. According to conservation of mass, the evolution equation of crack is obtained and chemical corrosion of water-rock interaction is equivalent to effective crack length. The computational formulation of equivalent crack propagation is set up; and the stress intensity factor is also calculated. An example of sandstone is given; the results show that the influence of water-rock chemical interaction on crack propagation is notable and time-dependent. At the same time, the influence of the solutions with different ion concentrations and different pH values are investigated. The pH is an evident factor which affects the fracture mechanics effect. The greater the acidity or alkaline of solution, the greater the erosion to sandstone and the faster the crack extending. The crack will be propagated slowly when solution is distilled water (pH=7). A new thought way to quantitatively studying the micromechanism of fractured rock mass in the interaction of water-rock is suggested.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873