煌斑岩饱水后的力学特性和微观结构变化研究

"饱和水煌斑岩单轴压缩力学特性变化及其微观机理" 这篇研究主要探讨了煌斑岩在接触水后的力学性质变化及其背后的微观机制。煌斑岩是一种火成岩，其在地质环境中可能遇到水分，这对地壳稳定性、矿井安全以及地质工程的评估具有重要意义。研究采用了一系列实验方法，包括单轴压缩试验、吸水性试验、X射线衍射(XRD)和场发射透射电子显微镜(FETEM)，对煌斑岩在不同饱水状态（0天、15天和30天）下的力学特性进行了详细研究。 首先，结果显示，随着饱水时间的增加，煌斑岩的单轴抗压强度显著下降。未经饱水的煌斑岩抗压强度为121.56 MPa，而经过15天和30天饱水后，抗压强度分别降至80.85 MPa和70.34 MPa，这表明煌斑岩的力学性能在水的作用下显著恶化。同时，不同饱水状态下的试样在全应力应变曲线上的特征也发生了显著变化，揭示了煌斑岩结构的不稳定性增强。 其次，煌斑岩的吸水性能分析显示，其吸水率随时间呈指数分布，这意味着煌斑岩对水分的吸收速度在初期较快，随着时间推移逐渐减缓。这反映了煌斑岩内部结构对水分的吸附和渗透特性。 进一步的微观分析发现，煌斑岩矿物集合体中的矿物颗粒在与水接触后，会发生矿物溶蚀和次生过程，导致颗粒间的连接被破坏。水分子能够进入层状矿物颗粒之间的空隙，并与这些颗粒发生化学反应，形成大量微孔隙并导致局部应力集中。这些微孔隙和应力集中的出现，使得起支撑作用的矿物集合体发生层状剥落，进而破坏了煌斑岩的内部结构。这种结构破坏是煌斑岩力学性能变化和软化现象的根本原因。 煌斑岩的力学特性变化是由矿物集合体结构的破坏引起的，而这种破坏与矿物颗粒与水的相互作用密切相关。这一发现对于理解地下水对地壳岩石力学性质的影响，以及在采矿工程、隧道建设等领域的安全评估具有重要的理论和实践价值。通过深入研究煌斑岩的水-岩作用机理，可以为地质灾害的预防和控制提供科学依据。