降雨环境下块度对泥质岩崩解能量特征的影响

作者：张磊

来源：科学技术与工程, 2020, 20(26): 10894-10899.

• 崩解
• 泥质岩
• 降雨
• 能量耗散
• 干湿循环

为了研究块度不同对泥质岩崩解特性的影响,采用自行设计的试验装置模拟自然界中降雨的实际环境,对江西省赣南地区的泥质岩制成80～70、70～60、60～50、50～40 mm 4种不同块度的试样,开展了模拟降雨与干燥条件下的崩解试验,并对其崩解的能量特征进行研究。结果表明,在试样各粒组百分含量关系曲线中,不同循环次数条件下,曲线都存在一个明显的峰值,曲线基本表现出先增加至峰值而后减小的变化趋势,且随着循环次数的增加,峰值逐渐向粒径减小的方向发生移动。在峰值前,随着循环次数的增加,曲线的位置逐渐向下移动;而在峰值后,随着循环次数的增加,曲线的位置则逐渐向上移动。随着循环次数的增加,各粒组百分含量曲线之间的间距逐渐减小,且最后4次干湿循环条件下各粒组百分含量曲线非常接近,表明泥质岩的崩解逐渐趋于稳定。分析了岩石崩解过程累计新增比表面积与循环次数的变化关系,随着循环次数的增加,各试样累计新增比表面能在循环次数较小时先迅速增大,在第2次干湿循环之后增速逐渐放缓,最后基本达到稳定。随着试样块度的逐渐增加,试样累计新增表面能逐渐减小。基于最小二乘法原理,求得了累计新增比表面能与循环次数的关系式,并验证了计算模型的正确性。