【摘要】：本文以白龍江中游地區(qū)斜坡表層板巖、千枚巖兩類低級變質巖為研究對象,以水-常溫、水-低溫、水-高溫及水-低溫-高溫等水-熱環(huán)境為研究背景,以斜坡表層板巖、千枚巖在內外地質營力及不同水-熱環(huán)境中的劣化過程及劣化機理為研究中心,通過斜坡表層板巖、千枚巖這兩類低級變質巖在內外地質營力和不同水-熱過程養(yǎng)護后的物理、力學性能,理化、微觀結構、表觀形貌等方面,開展白龍江中游地區(qū)斜坡表層板巖、千枚巖兩類低級變質巖水-熱致劣過程與機理研究,主要內容為:研究區(qū)引起斜坡表層板巖、千枚巖劣化的內外地質環(huán)境分析。分析研究區(qū)引起斜坡表層板巖、千枚巖劣化的內外地質營力是研究斜坡表層這兩類低級變質巖劣化過程與機理的基本前提。斜坡表層板巖、千枚巖兩類低級變質巖的劣化與斜坡賦存的地形地貌、地質構造、地層巖性、水文地質、地震、氣象特征等條件密切相關。通過對研究區(qū)多年氣象數(shù)據(jù)的整理及斜坡表層溫度監(jiān)測,對導致斜坡表層板巖、千枚巖劣化的水-熱過程進行系統(tǒng)分析,總結出5種不同水-熱過程,即由降雨導致的“水-常溫”過程,由降雨、地表低溫共同導致的“水-低溫”過程,由降雨、蒸發(fā)、地表高溫共同導致的“水-高溫”過程,由強降雨、強蒸發(fā)、地表高溫導致的“極干-極濕”過程,以及由降雨、蒸發(fā)、地表高溫、地表低溫共同導致的“水-高溫-低溫交替”過程。斜坡表層板巖、千枚巖在內外地質營力作用下的劣化行為研究。從“物理、聲學、力學劣化規(guī)律、表面形貌微觀劣化規(guī)律、結構及礦物成分微觀劣化規(guī)律、微裂紋微觀斷裂擴展過程”四個方面,研究斜坡表層板巖、千枚巖在內外地質營力共同作用下的劣化規(guī)律。通過密度實驗、含水率試樣、聲波實驗、回彈實驗,分析不同深度板巖、千枚巖的密度、含水率、波速、回彈,獲取板巖、千枚巖物理、聲學、力學性能隨深度的變化規(guī)律。通過偏光顯微鏡試驗,獲取板巖、千枚巖兩類低級變質巖微觀結構隨深度的變化規(guī)律。通過多功能X-射線衍射(XRD)試驗,揭示板巖、千枚巖兩類低級變質巖礦物成分微觀劣化規(guī)律。通過掃描電子顯微鏡,揭示板巖、千枚巖表面形貌微觀劣化規(guī)律。不同水-熱作用下斜坡表層兩類低級變質巖劣化過程。研究從“試樣宏觀形態(tài)劣化規(guī)律、物理、聲學、力學劣化規(guī)律”等方面,研究5種水-熱作用下斜坡表層板巖、千枚巖的劣化規(guī)律。通過宏觀形態(tài)觀測,獲取板巖、千枚巖宏觀形態(tài)在5種水-熱作用下的變化規(guī)律;通過密度實驗、含水率試樣、聲波實驗、單軸抗壓實驗,分析了5種水-熱過程后斜坡表層板巖、千枚巖宏觀形態(tài)、物理、聲學、力學性能變化規(guī)律。不同水-熱作用下斜坡表層板巖、千枚巖結構成分研究。研究從“試樣表面形貌劣化規(guī)律,礦物及化學成分變化情況,結構及微裂紋微觀斷裂擴展過程”三個方面,研究5種水-熱作用下斜坡表層板巖、千枚巖這兩類低級變質巖的劣化規(guī)律。通過開展巖石薄片(切片)偏光顯微鏡試驗,分析板巖、千枚巖的兩類低級變質巖在5種不同水-熱作用后微觀結構變化規(guī)律。通過多功能X-射線衍射(XRD)試驗,分析板巖、千枚巖兩類低級變質巖在5種不同水-熱作用后礦物成分含量及化學成分含量的變化情況,揭示試樣礦物成分在不同水-熱作用下的微觀物質劣化規(guī)律。通過環(huán)境掃描電子顯微鏡試驗,分析板巖、千枚巖的兩類低級變質巖在5種不同水-熱作用后表面形貌微觀特征,揭示試樣表面形貌微觀劣化規(guī)律。不同水-熱作用下斜坡表層板巖、千枚巖結構劣化機理研究。首先,研究采用數(shù)值模擬方法,獲取在5種水-熱作用下,試樣內部應力分布與形變特征,并通過與室內試驗結果對比,表明5種水-熱作用下試樣內部結構變化及礦物成分的改變對其物理、力學性質產(chǎn)生嚴重影響;其次,通過定性判斷,初步揭示5種水-熱作用下試樣劣化機理;最后,研究建立以孔隙度為基礎的損傷變量,通過該損傷變量與宏觀物理、力學參數(shù)及微觀礦物成分、化學成分建立良好的回歸關系,定量確定板巖、千枚巖劣化機理。
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P588.3;TU452
【圖文】：

蘭州大學博士研究生學位論文白龍江中游地區(qū)板巖與千枚巖水-熱致劣過程與機理研究研究區(qū)地處白龍江中游，屬長江水系，水量較大，同時該地區(qū)地勢變化較大，致使水流湍急，易形成河谷、溝谷地貌。谷地時寬時窄，階地多不對稱。c. 黃土地貌研究區(qū)分布有少量黃土地貌，其海拔 3000 m以下，多分布于坡度較為平緩的山梁、山坡及山間盆地處。海拔小于 2000 m分布有少量黃土臺地。d. 重力地貌主要分布于白龍江、白水江及其支流的河谷兩岸，區(qū)內滑坡多屬基巖斷裂帶老滑坡，黃土滑坡和碎塊石滑坡主要分布在白龍江及支流兩岸山坡地帶。

研究區(qū)地質圖

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本文編號：2738733