水化学环境变化对泥质岩胀缩性的影响-岩石力学与工程学报.PDF

第 32 卷 第 2 期 岩石力学与工程学报 Vol.32 No.2 2013 年 2 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb .，2013 水化学环境变化对泥质岩胀缩性的影响 1，2 1 1 2 柴肇云 ，郭卫卫 ，康天合 ，陈维毅 (1. 太原理工大学 采矿工艺研究所，山西 太原 030024 ；2. 太原理工大学 应用力学与生物医学工程研究所，山西 太原 030024) 摘要：通过膨胀试验研究不同水化学环境下泥质岩的胀缩性能，分析层理面方位、同种类不同浓度、同浓度不同 价位阳离子以及不同化学路径对泥质岩胀缩性的影响规律。并结合扫描电镜能谱分析，探讨泥质岩胀缩性能发生 变化的内在机制。结果表明：(1) 泥质岩膨胀性随岩样端面与层理面夹角的增大而减小。(2) 泥质岩膨胀性受溶液 浓度和阳离子价的共同影响。同种类水溶液中，溶液浓度越高，膨胀性越差；同浓度同种类阴离子水溶液中，阳 离子价位越高，膨胀性越差；不同种类浓度水溶液中，膨胀性与其所经历的化学路径有关。(3) 当膨胀性低的水 溶液置换膨胀性高的水溶液后，泥质岩将发生体积收缩。(4) 泥质岩膨胀性与其所含交换阳离子中低价阳离子与 高价阳离子的比值有关，比值越大，膨胀性越强。 关键词：岩石力学；泥质岩；水化学环境；胀缩性；阳离子 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2013)02 –0281 –08 EFFECT OF AQUEOUS ENVIRONMENTAL CHEMISTRY CHANGE ON SWELL-SHRINK PROPERTY OF ARGILLACEOUS ROCK 1，2 1 1 2 CHAI Zhaoyun ，GUO Weiwei ，KANG Tianhe ，CHEN Weiyi (1. Institute of Mining Technology ，Taiyuan University of Technology，Taiyuan，Shanxi 030024，China； 2. Institute of Applied Mechanics and Biomedical Engineering ，Taiyuan University of Technology，Taiyuan，Shanxi 030024，China) Abstract ：The swell-shrink properties of argillaceous rock under varying aqueous environmental chemistry were studied by free swell test. Influence of the orientation of bedding ，the same kind and different concentration aqueous solution，the same concentration and different valences of cation aqueous solution ，the different chemical paths on the free swelling of argillaceous rock were analyzed. The essential mechanism