凍融循環(huán)條件下府谷地區(qū)砂巖、泥巖物理性質(zhì)及細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、題目：凍融循環(huán)條件下府谷地區(qū)砂巖、泥巖物理性質(zhì)及細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究專業(yè)：地質(zhì)工程本科生：馬逢清（簽名）___________指導(dǎo)老師：鄧念東（簽名）___________摘要府谷地區(qū)砂巖及泥巖抗風(fēng)化能力差，受結(jié)構(gòu)面控制，巖體呈天然損傷狀態(tài)。季節(jié)性凍融循環(huán)影響本地區(qū)砂泥巖物理力學(xué)性質(zhì)及細(xì)觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步影響巖體的安全與穩(wěn)定。本文以府谷地區(qū)三疊系劉家溝組砂泥巖為樣本，通過(guò)對(duì)凍融循環(huán)條件下飽和泥巖和砂巖基本物理性質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定和CT掃描；整理物理性質(zhì)

2、指標(biāo)和CT掃描試驗(yàn)結(jié)果，分析巖石細(xì)觀結(jié)構(gòu)的變化和計(jì)算不同階段的砂巖、泥巖損傷變量，研究?jī)鋈谘h(huán)條件下巖石細(xì)觀損傷的變化規(guī)律。通過(guò)實(shí)驗(yàn)及計(jì)算分析，本文主要得出以下結(jié)論：（1）凍融循環(huán)條件下，因巖石內(nèi)部的水分遷移會(huì)引起巖石的重量變化；不同的巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)及組成成分不同導(dǎo)致水分被吸收和散失的程度不同，試驗(yàn)中砂巖的重量變化趨勢(shì)較泥巖明顯，是因?yàn)槟鄮r內(nèi)部粘性成分含量高，形成了較多的相對(duì)隔水層，阻止和干擾了水分在巖石內(nèi)部的遷移。（2）凍融循環(huán)條件下，

3、CT掃描試驗(yàn)圖像顯示泥巖試樣內(nèi)部裂隙及微孔洞隨凍融循環(huán)次數(shù)增加而變化，隨凍融循環(huán)次數(shù)增加泥巖試樣的CT數(shù)均值先減少后增大，分析其原因：初期飽水后CT數(shù)均值減小，主要原因是水分充填裂隙導(dǎo)致裂隙擴(kuò)張且水的密度較巖石小，導(dǎo)致泥巖試樣掃描截面內(nèi)密度平均值減?。辉囼?yàn)后期CT均值逐漸增大，是因?yàn)樵谘h(huán)過(guò)程中泥巖內(nèi)部裂隙失水后重新回縮，掃描截面內(nèi)平均密度增大。（3）凍融循環(huán)條件下，砂巖試樣在初始飽水后，CT數(shù)均值增大，表示密度增大，隨凍融循環(huán)次數(shù)的增

4、加，水分逐漸散失，密度減小，依據(jù)公式計(jì)算損傷變量，初始損傷定義為0，飽水后，由于密度增大，損傷變量計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加，砂巖試樣的損傷逐漸增加，且在損傷的變化中，水分遷移和凍脹力交替起主導(dǎo)作用來(lái)控制砂巖損傷的擴(kuò)展。關(guān)鍵詞：凍融循環(huán)水分遷移細(xì)觀結(jié)構(gòu)CT數(shù)巖石損傷論文類型：基礎(chǔ)研究資助項(xiàng)目：資助項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41002101）Subject:Studyonphysicalpropertiesmicrostruc

5、tureofsstonemudstoneinFuguregionundertheconditionsoffreezethawcycleSpecialty:GeologyEngineeringName:MaFengqing（Signature）_________Instruct:DengNiandong（Signature）_________ABSTRACTThesstonemudstoneinFuguregionispoantiweat

6、heringwhichiscontrolledbythestructuralsurfacesothatitshowsanaturaldamagestatus.Seasonalfreezethawcyclesinfluencethesstonemudstone’sphysicalmechanicalpropertiesmicrostructurefutheraffectthesecuritystabilityoftherock.Thepa

7、pertakingsstonemudstoneinLiuJiagougroupassamplesanalyzethechangesofmicrostructureoftherockcalculatethedamagevariablesofsstonemudstoneindifferentstagesresearchthechangerulesofrock’smesoscopicdamageundertheconditionsoffree

8、zethawcycle.TheyareresearchedthroughdeterminingbasicindicatsofthephysicalpropertiesofsstonemudstoneundertheconditionsoffreezethawcycleCTscancollectingindicatsofphysicalpropertiesresultsoftheCTscan.Throughexperimentscalcu

9、lationanalysisthispaperdrawsthefollowingconclusion:(1)Undertheconditionsoffreezethawcyclethemoisturemigrationinsidetherockcancauseweightchangeoftherock.Therock’sdifferentinternalstructurecompositionleadtodifferentsptiond

10、issipationextentofmoisture.Sstone’strendofweightchangeismeobviousthanmudstonebecausethecontentsofviscouscomponentinsidethemudstoneishigherthansstonewhichcouldfmmerelativeimpermeablelayertostopinterferencemicrostructurein

11、sidetherock.(2)UndertheconditionsoffreezethawcycleimagesbytheCTscantestshowthatinternalfissuresmicroholesinmudstonesampleschangewiththeincreaseoffreezethawcyclesthemeanofCTnumbersdecreasefirstthenincrease.ThemeanofCTnumb