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  本文關(guān)鍵詞：溶浸作用下難溶鹽巖力學(xué)特性弱化及細(xì)觀機(jī)制研究

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【摘要】：巖石材料的宏觀力學(xué)特性與其內(nèi)部細(xì)觀結(jié)構(gòu)演化有十分密切的關(guān)系,對典型難溶鹽巖鈣芒硝在鹽溶液溶浸環(huán)境下力學(xué)特性弱化和細(xì)觀結(jié)構(gòu)演化進(jìn)行研究,初步揭示其力學(xué)特性弱化的細(xì)觀機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn):在鹽溶液溶浸作用下,由于礦體膠結(jié)物中親水性礦物吸水膨脹崩解、鈣芒硝中硫酸鹽的溶解、化學(xué)反應(yīng)離子交換、氯離子侵蝕損傷等因素的作用,鈣芒硝孔隙率隨"溶液濃度"和時(shí)間的變化而非線性演化,從而導(dǎo)致力學(xué)特性嚴(yán)重弱化。在鹽溶液中溶浸20 d,鈣芒硝強(qiáng)度弱化系數(shù)低至0.1~0.2。由于鈣芒硝礦體內(nèi)泥質(zhì)膠結(jié)成分的水理水化作用,泥質(zhì)部分膨脹或崩解,鈣芒硝礦體變形表現(xiàn)出應(yīng)變軟化與韌性破壞特征。細(xì)觀結(jié)構(gòu)演化結(jié)果表明,鹽溶液溶浸作用下,難溶鈣芒硝孔、裂隙演化緩慢,但在淡水溶液中孔隙演化速度是半飽和與飽和溶液中的數(shù)倍甚至數(shù)百倍。淡水中溶浸48 h后孔隙率高達(dá)16.62%,是原始狀態(tài)孔隙率的9倍;半飽和鹽溶液溶浸48 h后,孔隙率是原始狀態(tài)的3倍,而飽和溶液溶浸48 h后,孔隙率增幅僅為2.8%�？紫堵首兓饕怯捎阝}芒硝礦體中硫酸鹽的溶解和結(jié)晶,膠結(jié)物成分(主要為伊利石、蒙脫石)的水理、膨脹,這也是鈣芒硝力學(xué)特性弱化的根本原因。本研究對深入認(rèn)識可溶巖(包括鈣芒硝)物理力學(xué)特性弱化,并指導(dǎo)鹽類礦床原位溶浸開采及層狀鹽巖溶腔油氣儲庫建造等相關(guān)工程實(shí)踐,具有重要理論意義與應(yīng)用價(jià)值。
【作者單位】： 太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院;太原理工大學(xué)原位改性采礦教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目(51225404) 全國優(yōu)秀博士論文專項(xiàng)資金(200959) 山西省研究生優(yōu)秀創(chuàng)新項(xiàng)目(20113026)
【分類號】：TU45
【正文快照】： 1引言溶浸采礦是利用礦物自身的物理化學(xué)特性,將水、化學(xué)溶劑或微生物注入礦床或礦堆,進(jìn)行有選擇性地溶解、浸出和回收其中有用礦物組分的特殊采礦方法。該方法最早用于鹽類礦床與銅礦的開采、提煉,20世紀(jì)70年代廣泛用于鈾礦的開采、提煉。溶浸采礦過程是一個典型的巖土工程多

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8 白云飛;基于突變理論的礦柱巖爆機(jī)理與巖爆預(yù)測研究[D];中南大學(xué);2009年

9 趙勝濤;軟巖地層地下開采巖體變形分析的彈性力學(xué)模型及其應(yīng)用[D];河北大學(xué);2006年

10 梁旭黎;深埋巷道圍巖穩(wěn)定性分析[D];河北大學(xué);2006年

本文編號：1300207