层状灰岩酸蚀化学-力学损伤演化机制研究

为研究酸性水对碳酸盐岩溶蚀-力学特性的影响,在固定时间、常温常压状态下,将不同倾角层理的灰岩岩样分别放在pH=3、4、5的酸液中进行固定流速溶蚀试验,并对溶蚀试验后的岩样进行单轴压缩、声发射(AE)及电镜扫描试验(SEM),获得岩样酸蚀前后质量、波速、Ca^(2+)/Mg^(2+)浓度、峰值强度、弹性模量、声发射振铃计数等指标的变化规律,分别采用溶蚀前后波速变化、声发射累积振铃计数表征岩样的化学溶蚀损伤和力学损伤,建立灰岩全变形过程的化学-力学损伤演化方程。试验结果表明,溶液酸性强度与岩样溶蚀率成正比,与宏观力学强度成反比,并且层理倾角对溶蚀的影响程度为90°>0°>45°。在酸性环境中,灰岩内部晶体被溶解,矿物联结减弱,从而引起宏观力学参数的改变,研究结果可以为废弃矿山岩体稳定评价提供参考。

混凝土化学——力学损伤本构模型

水使混凝土孔隙溶液中钙离子流失是混凝土结构力学性能劣化的重要原因。根据试验结果,提出了一个新的混凝土化学—力学损伤耦合本构模型,用各向同性损伤变量描述混凝土化学—力学损伤。混凝土孔隙中钙浓度满足钙离子质量守恒的非线性扩散方程。有限元计算和试验结果表明,计算值和试验数据吻合很好,提出的本构模型能较好地反映混凝土化学—力学损伤耦合作用。