黑色頁(yè)巖遇水膨脹機(jī)理試驗(yàn)研究.pdf

1、目前，對(duì)膨脹性巖土的研究比較常見(jiàn)，宏觀的膨脹特性試驗(yàn)理論和數(shù)值分析方法比較成熟。但是對(duì)于黑色頁(yè)巖的膨脹特性并沒(méi)有深入系統(tǒng)的研究，尤其是從微觀角度進(jìn)行試驗(yàn)分析。因此有必要在當(dāng)前相關(guān)學(xué)科的研究基礎(chǔ)上，對(duì)黑色頁(yè)巖的膨脹機(jī)理和膨脹本構(gòu)模型進(jìn)行研究。本文分別從宏觀試驗(yàn)、微觀試驗(yàn)兩個(gè)方面出發(fā)，分析探討了黑色頁(yè)巖的膨脹特性，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)微觀試驗(yàn)方面:通過(guò)XRF試驗(yàn)確定黑色頁(yè)巖內(nèi)部主要化學(xué)元素、化學(xué)成分，分析其在各風(fēng)

2、化階段變化情況;通過(guò)XRD試驗(yàn)確定黑色頁(yè)巖內(nèi)部主要礦物成分，分析在不同風(fēng)化階段變化情況;通過(guò)SEM試驗(yàn)分析黑色頁(yè)巖微觀形貌以及其在浸水后微觀形貌變化;通過(guò)TEM試驗(yàn)分析黑色頁(yè)巖晶格像以及其在浸水后晶格像變化。由試驗(yàn)結(jié)果可知黑色頁(yè)巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)在浸水后變得疏松、多孔，使得水分能夠充分進(jìn)入到巖體內(nèi)部加快巖體的風(fēng)化，在風(fēng)化過(guò)程中有粘土礦物出現(xiàn)，而粘土礦物本身遇水體積增大;且黑色頁(yè)巖所含主要礦物在浸水后晶層間距逐漸增大，進(jìn)而表現(xiàn)出膨脹特性。

3、　　(2)宏觀試驗(yàn)方面:通過(guò)黑色頁(yè)巖無(wú)荷膨脹特性試驗(yàn)，探討風(fēng)化時(shí)間段、浸泡溶液、浸泡溶液濃度對(duì)無(wú)荷膨脹特性的影響，得出黑色頁(yè)巖膨脹率隨巖體風(fēng)化時(shí)間的增長(zhǎng)、浸泡溶液濃度的降低、浸泡溶液陽(yáng)離子價(jià)的減小而增大的結(jié)論;通過(guò)有荷膨脹特性試驗(yàn)，得出了上覆壓力越大膨脹率越大小的結(jié)論;通過(guò)膨脹力試驗(yàn)，探討初始含水量、浸泡溶液、浸泡溶液濃度對(duì)膨脹力的影響，由試驗(yàn)結(jié)果可知Ca2+相對(duì)于Na+離子膨脹力增長(zhǎng)約為2.5％，而Fe3+相對(duì)于Ca2+離子的膨脹力增

4、長(zhǎng)約為4.6％。0.01mol/lNaCl浸泡相對(duì)于0.05mol/lNaCl浸泡膨脹力增大了2.36％，0.05mol/lNaCl浸泡相對(duì)于0.1mol/lNaCl所得膨脹力增長(zhǎng)了7.9％，得到了初始含水量越大，浸泡溶液濃度越大，浸泡溶液陽(yáng)離子價(jià)越高，膨脹力越小的結(jié)論。
　　(3)結(jié)合宏觀試驗(yàn)結(jié)果與微觀試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)黑色頁(yè)巖的膨脹機(jī)理進(jìn)行闡述。并由宏觀膨脹力與晶層膨脹力關(guān)系，晶層膨脹力與晶層之間關(guān)系以及晶層間距與應(yīng)變之間的關(guān)系，推