在饱水过程中水溶液化学成分变化规律研究.pdf

第23卷 第22期 岩石力学与工程学报 23(22):3813-3817 2004年11月 ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering Nov.,2004 软岩在饱水过程中水溶液化学成分 变化规律研究* 周翠英’邓毅梅’.2谭祥韶3林春秀3温少荣’ (中山大学应用力学与工程系 广州 510275) 中山大学城市与区域规划系 广州 510275) (中LIJ大学地球科学系 广州 510275) 摘要 针对广东地区重大工程中几种典型软岩的基本类型和特点，设计了一系列软岩饱水软化试验。通过选取华 南地区 “红层”— 粉砂质泥岩和泥质粉砂岩两种代表性软岩，在天然状态、饱水1,3,6和12个月时，研究水 溶液pH值和阴离子及阳离子浓度的变化，探讨不同类型软岩在不同饱水时间后，水溶液的pH值和化学成分的动 态变化规律。结果表明，软岩在饱水过程中，水溶液的pH值将逐渐减小，由弱碱性向酸性过渡，这些变化率为 2%^46%。同时，着重指出:饱水3个月时，是水一岩化学作用的临界时间转折点，即3个月之前，阳离子及阴离 子的化学交换与吸附作用活跃，反应中离子的浓度是下降的:3个月之后，该作用逐渐减弱，离子的浓度呈现出 回升渐趋稳定或稳定的趋势。软岩与水化学反应中离子浓度的变化一般服从两种曲线类型，即指数曲线和动力学 稳定方程(反应一扩散方程)曲线。其动力学过程无论服从哪一种规律，最后终将趋向稳定态。此外，对于这两类软 岩，其F-，Mn2+,A13+,Fe3+,Zn2+等离子在试验过程中基本保持稳定值，表明岩块与水的化学作用过程中基本没 有该类离子的参与。 关键词 ，岩石力学，软岩，饱水试验，水溶液，化学成分，浓度变化 分类号 TU45 文献标识码 ^ 文章编号 1000-6915(2004)22-3813-05 TESTINGSTUDYONVARIATIONREGULARITIESOFSOLUTION COMPONENTSINSATURATIONOFSOFTROCKS iu3,Wen ZhouCuiying，DengYimei2,TanXiangshao3,LinChunx Shaorong (DepartmentofAppliedMechanicsandEngineering,SunYat-senUniversity,Guangzhou 510275 China) (2DepartmentofUrbanandRegionalplanning,SunYat-senUniversity,Guangzhou510275 China) 护DepartmentofEarthScience,SunYat-senUniversity,Guangzhou510275China) AbstractBasedontheresearchofclassificationandfeaturesofsometypicalsoftrocksinacertainmajorproject inGuangdongprovince,theauthorsdesignaseriesoftestsfortheinteractionbetweensoftrocksandwater.Two typicalrocksdistributinginsouthChinaarea,siltymudstoneandmudsiltstone,innaturalstateorsaturatedfor1， 3，6and12months,arestudiedtoobta