软岩与水相互作用及吸水软化效应

图书标准信息

• 作者 张娜；王帅栋；任禹鑫
• 出版社 中国建筑工业出版社
• 出版时间 2023-05
• 版次 1
• ISBN 9787112282661
• 定价 36.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 208页

【内容简介】

水岩作用下岩体的变形、损伤及失稳等问题己成为岩土工程相关学科研究的热点问题，具有典型的多学科交叉特点，是工程岩体研究的重要内容之一。对水岩相互作用的研究在岩土工程实践中发挥着重要作用。本书在分析软岩的概念、基本力学属性、成分、膨胀矿物及其特征、膨胀性软岩赋存特点基础上，对水-岩的力学作用、物理作用、化学作用进行了分析研究，同时还研究了软岩吸水特性、软岩吸水特性影响因素、软岩吸水损伤特征和软岩吸水失稳机理。本书共分为5章，主要内容为：绪论、软岩的概念及分类、水岩相互作用分类、软岩吸水失稳、结论与展望。

【目录】

本书在分析软岩的概念、基本力学属性、成分、膨胀矿物及其特征、膨胀性软岩赋存特点基础上, 对水-岩的力学作用、物理作用、化学作用进行了分析研究, 同时还研究了软岩吸水特性、软岩吸水特性影响因素、软岩吸水损伤特征和软岩吸水失稳机理。本书共分为5章, 主要内容为: 绪论、软岩的概念及分类、水岩相互作用分类、软岩吸水失稳、结论与展望。

内容摘要

第1章绪论

1.1研究背景及意义

水岩相互作用（Water-Rock Interaction）是指水(地表水、地下水、雪水）和岩土体不断地进行着物理作用、力学作用、化学作用，并对岩土介质状态产生影响的过程。软岩的定义可区分为地质软岩和工程软岩。地质软岩是指强度较低的一类松散、破碎、软弱及风化膨胀性的岩体总称。何满潮等纠正了地质软岩定义的缺陷，提出了工程软岩的概念，即在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。而水作为强大的地质营力，参与了各种地质作用和生态一环境过程。如风化、岩溶、成岩、成矿、岩浆、地震、火山等作用以及各类地质构造的发生与发展过程中都有水的参与。

当岩体开挖工程进入深部以后，深部岩体地质力学的特点决定了深部开采与浅部开采的明显区别在于深部岩石所处的特殊环境，即高地应力、高水压、高地温和工程扰动的影响，导致深部岩体工程灾害频频发生，如岩爆、巷道及采场大面积冒顶、垮塌等，其表现形式和频度均与浅部开采具有明显差别。尤为值得注意的是，水是诱发各种地质灾害最活跃的因素，也是地质灾害演化过程中各种地质作用的重要载体。深部软岩在天然状态下比较完整、坚硬，其力学性能较好，但与水发生接触后软岩迅速发生膨胀、崩解和软化，从而造成了岩体力学性质的大幅度降低，岩体损伤比较明显，导致了巷道发生大变形和塌方等一系列工程问题，水对岩石的作用及其对深部开采工程中巷道维护的影响十分突出。

我国煤炭资源十分丰富，煤炭产量位居世界首位。一直以来，经济发展对煤炭资源的旺盛需求，促使了煤炭资源的不断开采。

由于长期开采，浅部资源日益枯竭，致使煤矿开采深度越来越大。在我国，埋深在1000m以下的煤炭储量约为2.95万亿t，占煤炭资源总量的52.7%，因此深部煤炭资源开采具有广阔的发展前景。我国东部较多矿井正以每10年100～250m的速度向深部发展，尤其是近几年，已有大量矿井进入千米以下的深部开采阶段。预计在未来20年，我国将有更多煤矿进入1000～1500m范围内的开采深度。伴随着深部开采的不断进行，出现了比浅部工程更为严重的工程灾害，如巷道变形剧烈、采场失稳加剧、瓦斯高度聚积、诱发突水事故发生的概率增大以及突水事故趋于严重、岩爆与冲击地压剧增等，这不仅严重影响了生产以及国民经济的发展，而且更对从事相关作业人员的生命造成了极大的威胁与伤害。

软岩吸水导致大变形的工程问题十分常见。深井软岩巷道开挖后，巷道围岩与水接触后产生的强度软化效应较为突出，围岩变形量均显著增大，大变形特征更加明显，例如巷道冒顶、底鼓和侧胀等现象。因此，开展对深部软岩物理、化学性质和力学特性的研究，对深部开采工程支护设计、施工与安全生产具有十分重要的意义。岩体在水和高应力、高地温的条件下发生的物理、化学和力学的作用过程是导致岩石发生变形破坏的根本原因。因此，岩石与水相互作用的研究更是引起了广大学者的重视。为了对水与岩体的相互作用过程进行更好和更合理地描述，国内外很多学者在水-岩相互作用方面进行了大量的试验和理论方面的研究工作。通过在室内对不同含水状态下的岩石分别进行单轴压缩、单轴剪切及三轴压缩试验，发现随着岩石饱和度的增加，各项力学性能指标均有不同程度的降低，特别是黏土类岩石中所含的膨胀性黏土矿物使其具有较强的吸水和膨胀能力，使得岩石强度大……

精彩内容

本书共分为5章，主要内容为：绪论、软岩的概念及分类、水岩相互作用分类、软岩吸水失稳、结论与展望。