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深部软岩与水作用后的强度软化特性及化学分析

郭宏云  赵健  柳培玉  
【摘要】:应用自主研发的深部软岩水理作用智能测试系统,针对辽宁铁法集团大强煤矿深部软岩,对室内有压、无压吸水实验结束后的岩样分别进行单轴抗压强度实验,研究软岩在天然和干燥状态2种状态下的有压吸水和无压吸水的强度软化规律。实验结果表明:深部软岩的抗压强度随含水率的增加而线性减小,具有相同初始状态的岩石在无压吸水过程中的强度衰减速率相比有压吸水较大,而软岩在干燥状态下的单轴抗压强度随吸水率增加而衰减速率相比天然软岩较大。为了更好地研究岩样吸水后的强度软化机制,将吸水实验结束前后的水溶液化学成分及岩石微观结构进行对比分析。分析表明:在软岩与水的作用过程中,表面吸附的催化作用以及黏土颗粒具有较大的表面能造成了易溶性矿物在水里的溶解以及离子交换作用,产生了矿物溶蚀以及次生作用,使得吸水实验结束后的水溶液中的溶解性固体浓度有大幅度的增加、阴/阳离子浓度有了较大的变化,是岩石吸水后单轴抗压强度衰减的主要原因之一。

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