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摘要
水-岩作用是岩石表面风化、结构破坏以及强度降低的重要原因之一,也是岩土力学研究领域的经典问题。基于此,以甘肃兰州地区红层砂岩作为研究对象,进行了10次不同(盐)溶液下的干湿循环试验,研究了红层砂岩的声波劣化特征以及劣化机制。结果表明:(1)随着干湿循环次数的增加,试样的质量逐渐减少,纵、横波速逐渐降低,这种变化在高浓度Na2SO4溶液中更为明显,且垂直层理试样比平行层理试样更容易劣化;(2)通过对岩石纵波的频谱特征分析,发现Na2SO4溶液条件下,岩石的能量损失较NaCl溶液更为显著。同种溶液,浓度越高,岩石的能量消散越大;(3)在劣化过程中,出现了2种形式破坏:端面剥蚀和沿层理的横向断裂和纵向劈裂;(4)微观结构分析表明,水-盐作用下岩石矿物颗粒的胶结变差,导致孔隙变大是影响红层砂岩声波劣化的主要原因。研究成果对于红层砂岩边坡长期稳定性评价具有较大的参考价值,同时,也为砂岩质文化遗产风化病害的评价、保护提供科学依据。
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单位兰州大学; 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司; 西部灾害与环境力学教育部重点实验室
