酸性溶液作用下砂岩损伤时效特性机制分析

摘要

为探究酸性溶液作用下砂岩损伤时效特征,以高黎贡山隧道岩溶段砂岩为试验研究对象,借助扫描电镜和XRD衍射试验分析酸性溶液对砂岩宏观形貌、缺陷形态、孔隙结构、矿物组成成分以及孔隙率的改造作用,在不同浸泡时间节点对不同溶液中砂岩试件的质量、尺寸及三轴抗压强度等进行测量。试验结果表明:1)溶液pH越低,同一时间节点内试件的孔隙率、质量和尺寸相对变化越大,且在各溶液中初期变化速率达到最快,后期均呈平稳趋势;2)在围压20 MPa条件下,与pH=7的溶液中49 d的岩样相比,pH=1的溶液中试件的三轴峰值抗压强度累计降低20.98%,其下降速率随时间推移而减缓,黏聚力与内摩擦角均随时间增加呈下降趋势,且黏聚力对酸性溶液的敏感程度高于内摩擦角;3)在酸性溶液侵蚀作用下,试件内长石与方解石等组成成分大量消耗致使试件微观结构改变,且随着溶液pH值降低,试样孔隙间距增大,胶结物消耗加剧,溶蚀孔洞及微裂隙发育较好。