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高地应力-化学侵蚀耦合作用下炭质板岩蠕变试验及非线性蠕变损伤模型

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第2期55卷 789-798页

作者：陈秋南贺泳超陈湘生谢云鹏黄小城湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 山东大学岩土与工程结构研究中心山东济南250061

为克服高程障碍并降低施工风险,可采用长大隧道穿越崇山峻岭,但这些隧道往往处于深埋高地应力环境,并受到化学侵蚀影响。为了解决此问题,以丽江—香格里拉炭质板岩大变形隧道为研究对象,采用室内试验和理论推导,研究深埋炭质板岩隧道受... 详细信息

为克服高程障碍并降低施工风险,可采用长大隧道穿越崇山峻岭,但这些隧道往往处于深埋高地应力环境,并受到化学侵蚀影响。为了解决此问题,以丽江—香格里拉炭质板岩大变形隧道为研究对象,采用室内试验和理论推导,研究深埋炭质板岩隧道受化学侵蚀作用下的围岩变形特性。在Poyting-Thomson体蠕变体的基础上,根据模型元件的力学特性,叠加了损伤元件、化学损伤元件和非线性元件,提出高地应力-化学侵蚀耦合作用下炭质板岩非线性蠕变损伤本构关系。研究结果表明:1)炭质板岩试样受化学侵蚀影响显著,侵蚀90 d试样所产生的轴向蠕变应变为侵蚀0 d试样的2.02倍,侵蚀60 d试样所产生的径向蠕变为侵蚀0 d试样的1.85倍;2)受侵蚀的炭质板岩试样在三轴压缩状态下破裂以斜向贯通裂隙为主,并产生一定的滑移错动裂隙,且沿轴线的拉伸劈裂破坏受围压作用抑制明显,未产生竖向贯通裂隙。

关键词：炭质板岩隧道高地应力化学侵蚀耦合作用蠕变试验非线性蠕变损伤本构模型

半浸泡在Na2SO4溶液中水泥净浆不同部位化学侵蚀产物对比

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建筑材料学报 2020年第3期23卷 485-492页

作者：刘赞群裴敏张丰燕邓德华中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

在(20±1)℃、相对湿度(80±5)%和氮气环境下,将水灰比为0.35、0.45和0.55的硅酸盐水泥净浆试件半浸泡在质量分数5%的Na2SO4溶液中,侵蚀50、100d后,采用X射线衍射和热重分析,研究了试件蒸发区和浸泡区中化学侵蚀产物的含量.结果表明:试... 详细信息

在(20±1)℃、相对湿度(80±5)%和氮气环境下,将水灰比为0.35、0.45和0.55的硅酸盐水泥净浆试件半浸泡在质量分数5%的Na2SO4溶液中,侵蚀50、100d后,采用X射线衍射和热重分析,研究了试件蒸发区和浸泡区中化学侵蚀产物的含量.结果表明:试件蒸发区中钙矾石和石膏含量显著多于浸泡区中的含量,而且随着浸泡时间的延长,蒸发区和浸泡区的产物含量的差值增大;侵蚀100d后,水灰比为0.55的水泥净浆试件中蒸发区和浸泡区的产物含量的差值与其他2种水灰比的试件相比,有2倍的增长;硫酸盐化学侵蚀破坏是导致半浸泡在硫酸盐环境中的水泥净浆蒸发区破坏的主要原因.

关键词：硅酸盐水泥硫酸盐化学侵蚀物理盐结晶碳化

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矿物掺合料对高强砂浆抗化学侵蚀性能的影响

东南大学学报（自然科学版） 2002年第2期32卷 241-244页

作者：张云升孙伟刘斯凤关宇刚东南大学材料学与工程系南京210096

研究了矿物掺合料的种类、掺量及掺加方式 (单掺、双掺、三掺 )对高强砂浆的抗化学侵蚀性能影响 .结果表明 :在HCl溶液中侵泡 6个月时 ,双掺和三掺矿物掺合料高强砂浆试件的抗压强度损失 4.2 9%～ 5 .63% ,而不掺矿物掺合料的砂浆试件... 详细信息

研究了矿物掺合料的种类、掺量及掺加方式 (单掺、双掺、三掺 )对高强砂浆的抗化学侵蚀性能影响 .结果表明 :在HCl溶液中侵泡 6个月时 ,双掺和三掺矿物掺合料高强砂浆试件的抗压强度损失 4.2 9%～ 5 .63% ,而不掺矿物掺合料的砂浆试件强度损失高达 1 4.85 % ;在Na2 SO4溶液和海水中 ,双掺和三掺矿物掺合料砂浆试件的抗压强度不仅没有降低而且还有一定程度的提高 .在此基础上分析探讨了双掺、三掺矿物掺合料显著提高砂浆抗化学侵蚀性能的本质 ,以期为双掺或三掺高强砂浆的推广和应用奠定试验和理论基础 .

关键词：矿物掺合料高强砂浆化学侵蚀水泥混凝土耐久性掺加方式

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化学侵蚀下水泥土的无侧限抗压强度试验

新型建筑材料 2006年第6期33卷 40-42页

作者：陈四利宁宝宽刘一芳郑楠沈阳工业大学建筑工程学院辽宁沈阳110023

工程上广泛使用的软土地基加固方法——水泥土搅拌法,其加固体主要是形成具有一定强度和耐久性的水泥土。通过试验探讨了各种侵蚀性的离子在不同浓度、不同pH值等条件下水泥土的力学效应。分析了在环境侵蚀下水泥土的破裂行为与机理,从... 详细信息

工程上广泛使用的软土地基加固方法——水泥土搅拌法,其加固体主要是形成具有一定强度和耐久性的水泥土。通过试验探讨了各种侵蚀性的离子在不同浓度、不同pH值等条件下水泥土的力学效应。分析了在环境侵蚀下水泥土的破裂行为与机理,从而为化学损伤水泥土力学模型的建立和地下工程的长期稳定性评价提供科学依据。

关键词：化学侵蚀水泥土无侧限抗压强度

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珠江流域的化学侵蚀

地球化学 2001年第3期30卷 223-230页

作者：高全洲沈承德孙彦敏易惟熙邢长平陶贞中国科学院广州地球化学研究所中山大学地理学系广东广州510275 中山大学地理学系

是流域化学侵蚀过程的主要输出物质。在珠江的马口站、河口站两个断面进行了一个完整水文年(包括4个水文季节)的采样,用容量法对78组样品进行了含量分析。结果表明,珠江径流的含量在一个水文年中发生约36%的变化,汛期含量大于枯水期含... 详细信息

是流域化学侵蚀过程的主要输出物质。在珠江的马口站、河口站两个断面进行了一个完整水文年(包括4个水文季节)的采样,用容量法对78组样品进行了含量分析。结果表明,珠江径流的含量在一个水文年中发生约36%的变化,汛期含量大于枯水期含量。径流含量与悬浮物含量之间存在相同的变化趋势。在同一水文季节,西江马口站断面径流含量较为均一,而北江河口站断面各采样点的含量相差较大。西江和北江流域侵蚀通量分别为1103×103mol/km2·a和1289×103mol/km2·a。影响珠江流域侵蚀通量的主要因素是流域内碳酸盐岩的出露面积和径流深度过度的土地开垦和酸雨等现代环境问题也是造成流域化学侵蚀强度增加的主要原因。

关键词：化学侵蚀碳循环季节变化珠江流域碳酸氢根含量酸雨

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乌江源区阳长流域化学侵蚀作用的碳汇效应

水土保持学报 2012年第5期26卷 44-47,54页

作者：焦树林罗福家梁虹孙婷丁蓉王茂强田青英胡松代正吉贵州师范大学地理与环境科学学院贵州贵阳550001 罗甸县环境保护局贵州罗甸550100 六盘水市水文水资源局贵州六盘水553000

河流溶解无机碳(DIC)的输出反映了流域化学侵蚀消耗大气CO2的碳汇强度,其碳汇效应是全球大气"遗漏汇"的主要组成之一,是全球碳循环研究的重要内容。对乌江源区喀斯特广泛发育的三岔河流域阳长水文站断面的水文与水化学过程进行1个水文... 详细信息

河流溶解无机碳(DIC)的输出反映了流域化学侵蚀消耗大气CO2的碳汇强度,其碳汇效应是全球大气"遗漏汇"的主要组成之一,是全球碳循环研究的重要内容。对乌江源区喀斯特广泛发育的三岔河流域阳长水文站断面的水文与水化学过程进行1个水文年的观测,其总溶解物质(TDS)的年输出通量达到2.68×1011 g,其化学侵蚀模数为1.02×108 g/(km2.a),流域断面的DIC年输出量为1.88×109 mol,其流域DIC的输出模数达到7.12×105 mol/(km2.a)。按碳酸盐岩的溶蚀作用对河水中DIC的贡献率为98%计算,约消耗大气二氧化碳9.56×108 mol,流域碳汇模数达到3.63×105 mol/(km2.a),其中雨季6-11月的碳汇约占92%,其碳汇强度约为非喀斯特流域的2～10倍。

关键词：乌江源流域喀斯特水文过程化学侵蚀河流溶解无机碳碳汇

环保型裂缝修复材料对混凝土耐化学侵蚀和抗冻融性能的影响

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混凝土与水泥制品 2009年第4期 48-51页

作者：吉伯海张宇峰彭昌宪河海大学土木工程学院水资源高效利用及工程安全国家工程研究中心南京210098 江苏省交通科学研究院股份有限公司南京210017

在严寒或沿海地区,混凝土结构往往因受到酸、盐等化学侵蚀和冻融循环的作用而破坏,环保型裂缝修复材料(简称ECRM)能促使混凝土中未水化水泥水化,提高混凝土致密性,增强混凝土的耐化学侵蚀和抗冻融破坏的能力。本文进行了经ECRM处理的混... 详细信息

在严寒或沿海地区,混凝土结构往往因受到酸、盐等化学侵蚀和冻融循环的作用而破坏,环保型裂缝修复材料(简称ECRM)能促使混凝土中未水化水泥水化,提高混凝土致密性,增强混凝土的耐化学侵蚀和抗冻融破坏的能力。本文进行了经ECRM处理的混凝土试件耐化学侵蚀和抗冻融性能试验,试验结果表明:经ECRM处理的混凝土试件,在盐酸中和硫酸钠溶液中侵蚀45d和90d后,试件抗压强度较基准试件都有大幅提高,且提高的程度随着ECRM用量的增加而增大;ECRM处理试件冻融50次后其动弹模量损失3%,为基准试件的1/3左右,试件冻融50次后进行ECRM修复,其动弹模量可恢复至冻融前的90%以上。

关键词：环保型混凝土水化反应材料化学侵蚀冻融循环

水化学侵蚀下灰岩物理力学性质的损伤机理研究

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水化学侵蚀下灰岩物理力学性质的损伤机理研究

作者：马涛河南工业大学

学位级别：硕士

三峡工程、高放射性核废料的储存、二氧化碳地质封存及地下硐室开挖等岩体工程在建设中面临着复杂环境的严峻挑战,水化学溶液作为自然环境中最活跃的因素,其侵蚀破坏作用与岩体工程的失稳密切相关,同时石质文物的保护工作也面临着水化... 详细信息

三峡工程、高放射性核废料的储存、二氧化碳地质封存及地下硐室开挖等岩体工程在建设中面临着复杂环境的严峻挑战,水化学溶液作为自然环境中最活跃的因素,其侵蚀破坏作用与岩体工程的失稳密切相关,同时石质文物的保护工作也面临着水化学溶液侵蚀所带来的困扰。针对岩土工程失稳及石窟文物侵蚀破坏等现象,本文对水化学溶液侵蚀下灰岩物理力学性质进行了系统的研究,从矿物成分含量、晶体特性、溶解特性等角度研究了自然状态及水化学溶液侵蚀下灰岩破裂损伤机理,并且通过试验研究、理论分析与模拟研究相互印证,为相关的岩土工程问题提供理论依据。主要研究内容和结论如下:（1）开展了自然状态下不同比例矿物成分含量的灰岩物理力学试验及研究。对不同方解石含量的四种灰岩及方解石岩样进行了矿物成分分析、物理性质及力学性质试验。对试验结果分析表明:灰岩抗压强度、弹性模量与方解石含量呈对数函数递减关系,灰岩随方解石含量增加力学强度逐渐降低;矿物成分含量的差异导致灰岩、方解石单轴压缩破裂形态分别呈现为劈裂破坏、单斜面剪切破坏。（2）开展了水化学溶液侵蚀下不同比例矿物成分含量的灰岩物理力学性质试验及研究。对水化学溶液侵蚀不同时间后灰岩、方解石试件物理性质、化学性质、力学性质及微细观结构性质进行了测试。对试验结果分析表明:在水化学溶液侵蚀过程中,灰岩试件酸岩反应速率小于方解石试件,但其水解反应速率大于方解石试件,最终灰岩溶蚀破坏程度大于方解石;灰岩试件最终的质量损失率、纵波波速损伤率、强度损伤程度均大于方解石试件;水化学溶液侵蚀下灰岩、方解石试件的物理力学性质损伤规律与其溶解动力学行为之间呈现良好的相关性。（3）基于CAS Rock软件开展自然状态及酸性水化学溶液侵蚀后灰岩及方解石试样单轴压缩过程模拟研究。对试验结果分析表明:矿物成分含量的差异导致自然状态下灰岩、方解石分别呈现出不同的破裂过程及形态;不同于自然状态下灰岩、方解石试件破裂瞬间裂纹延伸现象,酸性水化学溶液侵蚀后试件破裂瞬间呈现区域性元胞同步破坏的现象。

关键词：矿物成分含量化学侵蚀损伤破坏机理细胞自动机灰岩

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除冰盐对混凝土化学侵蚀机理研究

低温建筑技术 2000年第1期22卷 3-6页

作者：朱蓓蓉杨全兵黄士元同济大学材料科学与工程学院 200433

通过测定混凝土强度、膨胀和剥落量 ,应用XRD、DTA分析 ,研究了除冰盐 (NaCl或CaCl2 )对混凝土化学侵蚀的机理。结果表明 :(1 )NaCl溶液和低浓度 (≤ 1 2 % )CaCl2 溶液对混凝土的化学侵蚀均较小 ,而高浓度 (2 0 % )CaCl2 溶液在温度较... 详细信息

通过测定混凝土强度、膨胀和剥落量 ,应用XRD、DTA分析 ,研究了除冰盐 (NaCl或CaCl2 )对混凝土化学侵蚀的机理。结果表明 :(1 )NaCl溶液和低浓度 (≤ 1 2 % )CaCl2 溶液对混凝土的化学侵蚀均较小 ,而高浓度 (2 0 % )CaCl2 溶液在温度较低 (1 0℃ )时引起混凝土严重破坏 ,随着环境温度的提高破坏明显减弱 ;(2 )粉煤灰能明显提高混凝土抗氯盐化学侵蚀能力 ;(3)复盐CaCl·Ca(OH) 2 ·H2 O的形成是高浓度 (2 0 % )CaCl2

关键词：混凝土除冰盐化学侵蚀机理试验路面积雪冰