不同化学溶液下砂岩I型断裂韧度及其强度参数相关性的试验研究
Laboratory investigation on the mode-I fracture toughness and its correlation with strength characteristic of sandstone under the different chemical corrosion-rock interaction

摘要 本文通过长期浸泡的方法，以陕西铜川新区龙潭水库典型的库岸边坡的砂岩为研究对象，研究了浸泡在不同化学溶液下砂岩的力学特性及其损伤劣化机制，分析了经不同化学溶液腐蚀后试样的物理力学特性随化学腐蚀时间的劣化规律。研究发现：化学腐蚀后砂岩的物理力学特性均发生不同程度的劣化，其随化学腐蚀时间的劣化规律基本一致；但不同化学溶液下试样物理力学特性的劣化程度有所差异，酸性溶液（pH=3.0）加剧了砂岩的劣化程度，中性化学溶液对其损伤劣化程度也有一定的影响，试验初期，强碱性溶液下砂岩的劣化程度最小，但随着化学腐蚀时间的加长，强碱性溶液下的劣化程度逐渐加剧，大于中性溶液下的，但仍小于酸性溶液。化学腐蚀后砂岩试样均呈现出明显的弱化趋势，其断裂韧度KIC、抗压强度和抗拉强度的劣化程度显著，但各力学特征的劣化程度存在明显的差异，其中抗压强度的劣化程度相对减小，而其KIC的劣化程度较大；同时，化学腐蚀后砂岩的断裂韧度与抗拉强度、抗压强度间的一致性比较明显，存在明显线性关系。可以利用不同化学溶液下砂岩的裂纹扩展半径r来间接说明其力学特征发生损伤劣化的程度