MHC耦合腐蝕下灰?guī)r的損傷試驗研究及機理分析.pdf

1、近年來，龍門石窟巖體受滲透水流和山體上的腐殖質(zhì)、酸雨、酸霧等化學(xué)腐蝕作用的影響越來越大，應(yīng)力(M)-水流(H)-化學(xué)(C)的耦合作用更加速了石窟巖體的腐蝕損傷，進一步消弱了巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，對石窟巖體的長期穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。本文根據(jù)龍門石窟區(qū)的應(yīng)力、水流、化學(xué)等影響因素，開展了龍門石窟新鮮灰?guī)r在 MHC耦合腐蝕下的物理力學(xué)試驗研究，分析了物理力學(xué)參數(shù)的損傷時效特征和腐蝕損傷機理，研究成果將為龍門石窟的保護工作提供一定的理論依據(jù)，具有重要

2、的實際工程價值。主要研究工作和成果如下：
　　1.開展了MC耦合作用對龍門石窟新鮮灰?guī)r物理力學(xué)行為的時間效應(yīng)研究，進行了MC耦合作用不同時間下灰?guī)r的質(zhì)量、彈性波速、單軸壓縮強度和水溶液的pH值的測試，并對新鮮、風(fēng)化灰?guī)r的試驗結(jié)果對比分析。結(jié)果表明：質(zhì)量的增加主要是由于水分的吸收所引起的，受化學(xué)溶液性質(zhì)的影響不大，不同水溶液中30天內(nèi)就能達(dá)到穩(wěn)定。風(fēng)化灰?guī)r比新鮮灰?guī)r的彈性波速到達(dá)最高點和最低點的時間早，波速變化頻繁，腐蝕前后的波速變

3、化量大。無論風(fēng)化還是新鮮巖樣，pH值達(dá)到穩(wěn)定所需的時間，龍門水最短，Na2SO4溶液最長，其中浸泡風(fēng)化、新鮮巖樣的龍門水達(dá)到穩(wěn)定的時間分別為2h、10h，Na2SO4溶液則分別為20d、35d。在相同水溶液中，風(fēng)化灰?guī)r比新鮮灰?guī)r強度降低幅度更大，水溶液作用時間越長強度降低越明顯。
　　2.開展了 MHC耦合作用對龍門石窟新鮮灰?guī)r物理力學(xué)行為的時間效應(yīng)研究，進行了 MHC耦合作用不同時間下灰?guī)r的質(zhì)量、彈性波速、單軸壓縮強度和水溶液的

4、pH值的測試，并進行了MC與MHC耦合作用下新鮮灰?guī)r試驗結(jié)果的對比分析。結(jié)果表明：MHC耦合作用下質(zhì)量達(dá)到穩(wěn)定的時間比 MC更長，質(zhì)量減小幅度變大，彈性波速隨時間的變化周期變短，水溶液最終穩(wěn)定的pH值變大，pH值到達(dá)穩(wěn)定的時間變短。在相同濃度和pH值下，NaCl溶液使強度降低大；在相同濃度和化學(xué)成分下，pH越小使強度降低越大；在相同pH值和化學(xué)成分下，濃度越大使強度降低越大。MHC耦合腐蝕使強度降低更大，隨著腐蝕時間的增加，強度降低幅度