酸蚀水致灰岩动态弱化机制及试验方法研究.pdf

第 42 卷 第 6 期 岩石力学与工程学报 Vol.42 No.6 2023 年 6 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2023 酸蚀水致灰岩动态弱化机制及试验方法研究 唐红梅，周福川，宋 刚，杨 健，毛柯洁，苗梦琦 (重庆交通大学 岩土工程研究所，重庆 400074) 摘要：水致弱化函数是岩体长期稳定性分析和失稳预测的重要参数。通过机制分析，提出表征溶蚀型碳酸盐岩强 度劣化特征的动态水致弱化函数。岩矿分析和扫描电镜实验揭示：茅口组灰岩的方解石矿物含量达 99.6% 以上， 酸蚀作用难以改变物质组分的占比，但可加剧溶蚀孔、洞、隙增生，进而削弱灰岩强度。由力学试验获取了峰值 抗压强度和动态软化系数，酸蚀后的灰岩单轴抗压强度降幅介于 50.8%～57.2%，其劣化程度高于其他应力状态； 动态软化系数随酸蚀时间增加而降低，其时效性特征对岩体长期稳定性有不利影响。由水理性试验获取了酸蚀率、 自由吸酸率、饱和吸水率和动态饱和度等指标，揭示了酸度和酸蚀时间对灰岩溶蚀差异性的影响，酸度起主控作 用，但弱酸环境下，酸蚀时间决定灰岩的劣化进程。动态水致弱化函数在强酸环境下(pH = 2)的降幅梯度明显大于 弱酸环境(pH = 6)，其拟合公式的预测数据与试验结果的最大误差小于 10%。研究成果可为溶蚀型岩体劣化研究和 地质灾害防治提供重要支撑。 关键词：岩石力学；灰岩；动态水致弱化函数；抗压强度试验；水理性试验；时间效应 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2023)06 –1312 –13 Experimental study on the dynamic acid water weakening mechanism of limestone TANG Hongmei ，ZHOU Fuchuan ，SONG Gang，YANG Jian ，MAO Kejie ，MIAO Mengqi (Institute of Geotechnical Engineering ，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074 ，China) Abstract ：The water weakening function is essential for lo