水-岩化学作用的岩石宏观力学效应的试验研究

为了研究水-岩化学作用对岩石的宏观力学效应,在常温常压、不同循环流速条件下,对不同化学性质的水化学溶液作用下的花岗岩、红砂岩和灰岩进行了单轴抗压强度试验,取得了时效性的定量结果。结果表明:水化学作用后,3种岩石的强度均出现了不同程度的下降。分析发现:(1) 水溶液对岩石的力学效应与水-岩化学作用密切相关;(2) 岩石的化学损伤与水-岩化学反应强度成正比;(3) 水-岩化学作用对岩石的力学效应具有很强的时间效应;(4) 影响岩石化学损伤的主要因素有:岩石的物理性质和矿物成分、水溶液的化学性质、岩石的结构或物质成分空间分布的非均匀性、水溶液通过岩石的流动速率和岩石的成因及演化历史等5个因素。

水-岩化学作用之岩石断裂力学效应的试验研究

在常温常压、不同循坏条件下,对不同化学性质的水溶液作用下的两种花岗岩和两种砂岩进行了断裂力学指标KIc和d c的三点弯曲试验。结果表明:(1) 水-岩化学作用对岩石裂纹的断裂指标有显著的影响,并且具有时间效应。不同岩性、不同浸泡方式及不同水溶液流动速率对岩石断裂力学指标的影响存在着较大差异。总体上,水化学作用对断裂力学指标的影响程度与水-岩化学反应的强度成正比。(2) 岩石中的含铁离子或钙离子的矿物及胶结物成分是水-岩化学作用力学效应的关键物质成分,其中含铁离子物质对水-岩反应的断裂力学效应具有正反两方面的力学效应。