特殊软岩软化的微观机制研究-中国科技论文在线.PDF

第24 卷 第3 期 岩石力学与工程学报 Vol.24 No.3 2005 年2 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb.，2005 特殊软岩软化的微观机制研究 1，2 ，3 2 1，5 4 4 周翠英 ，谭祥韶 ，邓毅梅 ，张乐民 ，王建华 (1. 中山大学 应用力学与工程系，广东 广州 510275；2. 中山大学 地下工程与信息技术研究中心，广东 广州 510275 ； 3. 中山大学 规划设计研究院岩土工程研究所，广东 广州 510275 ；4. 中山大学 地球科学系，广东 广州 510275； 5. 中山大学 城市与区域规划系，广东 广州 510275) 摘要：软岩软化的机制问题是涉及到软岩力学变异性和工程设计的重要问题。针对华南地区广为分布的“红 层”——红色砂岩、泥岩以及炭质泥岩等特殊软岩，结合广东省东深供水改造工程建设，设计了该类软岩的系列 饱水试验。通过扫描电镜、偏光显微镜、能谱分析、粉晶X 射线衍射以及岩石的物理力学测试等手段测定软岩微 观结构、矿物成分、物理力学性质、水溶液的化学成分及其随时间的变化特点，揭示软岩性质软化的动态变化规 律，探讨其软化微观机制。研究表明，该类软岩的软化主要是由于粘土矿物吸水膨胀与崩解机制、离子交换吸附 作用、易溶性矿物溶解与矿物生成、软岩与水作用的微观力学作用机制、软岩软化的非线性化学动力学机制的综 合作用造成的。分析认为，粘土矿物吸水膨胀与崩解机制、离子交换吸附机制及软岩与水相互作用的微观力学作 用机制在该类软岩软化中起主导作用。而软岩软化的非线性动力学机制是软岩软化定量研究的重要方向之一。 关键词：特殊软岩；软化；饱水试验；微观机制；非线性动力学 中图分类号：TU 451 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2005)03 –0394 –07 RESEARCH ON SOFTENING MICRO-MECHANISM OF SPECIAL SOFT ROCKS 1，2 ，3 2 1，5 4 4 ZHOU Cui-ying ，TAN Xiang-shao ，DENG Yi-mei ，ZHANG Le-min ，WANG Jian-hua (1. Department of Applied Mechanics and Engineering ，Sun Yat-sen University ，Guangzhou 510275，China； 2. Research Center of Underground Engineering and Information Technology ，Sun Yat-sen University ，Guangzhou 510275，China； 3. Institute of Geotechnical Engineering ，Sun Yat-sen University ，Guangzhou 510275，China； 4. Department of Earth Science ，Sun Yat-sen University ，Guangzhou 510275，China；