本文選題：非飽和帶　切入點(diǎn)：風(fēng)化前鋒　出處：《昆明理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：本文主要對(duì)非飽和帶低滲透巖石結(jié)構(gòu)體中的風(fēng)化前鋒擴(kuò)展機(jī)理問(wèn)題進(jìn)行研究,旨在闡明風(fēng)化作用下巖石內(nèi)部風(fēng)化前鋒的擴(kuò)展過(guò)程及不同濕度環(huán)境對(duì)風(fēng)化前鋒擴(kuò)展產(chǎn)生的影響。主要采用化學(xué)全分析、巖石薄片鑒定、電子顯微鏡掃描等試驗(yàn)方法,并結(jié)合理論研究和數(shù)值模擬兩方面進(jìn)行分析。結(jié)果表明:巖石結(jié)構(gòu)體風(fēng)化前鋒界限附近的巖石礦物結(jié)構(gòu)主要以物理風(fēng)化為主,化學(xué)風(fēng)化相對(duì)較少,處于不同風(fēng)化帶的巖石礦物結(jié)構(gòu)存在明顯差異。風(fēng)化初期,水氣分子在濃度梯度和大氣壓力的驅(qū)使下侵入巖石內(nèi)部,受優(yōu)先風(fēng)化效應(yīng)的影響,產(chǎn)生了風(fēng)化前鋒。隨后在濃度梯度作用下,水氣開(kāi)始在巖石內(nèi)部擴(kuò)散。數(shù)值模擬結(jié)果表明:膠結(jié)物溶蝕產(chǎn)生的貫通孔隙是水氣在低滲透巖石中的貯存場(chǎng)所和主要擴(kuò)散通道。水氣進(jìn)入巖石后,沿指向結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的法線(xiàn)方向擴(kuò)散,表現(xiàn)形式為水氣從兩側(cè)相向擴(kuò)散,造成巖石結(jié)構(gòu)體棱角鈍化。相對(duì)濕度的變化會(huì)影響巖石的完全風(fēng)化時(shí)間和風(fēng)化前鋒的擴(kuò)展速率。在理想條件下,風(fēng)化前鋒的擴(kuò)展速率遵循先逐漸減小后迅速增大的規(guī)律。研究成果對(duì)于巖崩、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害和工程問(wèn)題具有一定的實(shí)際意義。本文取得的主要成果如下:(1)以微砂質(zhì)細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖為研究對(duì)象,在電子顯微鏡下獲得砂巖的鑄體薄片圖像,并對(duì)其進(jìn)行處理,建立砂巖的二維孔隙擴(kuò)散模型。(2)天然狀態(tài)下,水氣分子的貯存和流動(dòng)主要出現(xiàn)在膠結(jié)物被腐蝕的貫通孔隙內(nèi),水氣在貫通孔隙內(nèi)的流動(dòng)符合流體流動(dòng)的一般規(guī)律。(3)相對(duì)濕度的變化對(duì)巖石風(fēng)化的影響主要表現(xiàn)為相對(duì)濕度越高,巖石完全風(fēng)化所需時(shí)間越短。低濕度條件下,風(fēng)化前鋒擴(kuò)展速率的變化受空氣中實(shí)際水氣壓的控制。高濕度條件下,風(fēng)化前鋒的擴(kuò)展速率受濃度梯度控制。
[Abstract]:In this paper, the propagating mechanism of weathering front in low permeability rock structure in unsaturated zone is studied. In order to elucidate the propagation process of weathering front in rock under weathering and the influence of different humidity environment on weathering front propagation, chemical total analysis, rock sheet identification, electron microscope scanning and other test methods are mainly used. In combination with theoretical research and numerical simulation, the results show that the rock mineral structures near the front boundary of weathering of rock structures are mainly physical weathering, while chemical weathering is relatively less. The mineral structure of rocks in different weathering zones is obviously different. In the early stage of weathering, water vapor molecules intrude into the rock interior under the influence of concentration gradient and atmospheric pressure, and are affected by the preferential weathering effect. A weathering front is produced. Then, under the concentration gradient, The numerical simulation results show that the through-hole produced by the dissolution of cement is the storage place and main diffusion channel of water gas in low permeability rock. Diffusing along the normal direction pointing to the interior of the structure, in the form of water vapor diffusing from both sides, The change of relative humidity will affect the complete weathering time of rock and the spreading rate of weathering front. The spreading rate of weathering front follows the law of decreasing at first and then increasing rapidly. Geological hazards such as debris flow and engineering problems have certain practical significance. The main results obtained in this paper are as follows: (1) taking micro-sand fine feldspar quartz sandstone as the research object, the cast thin slice images of sandstone are obtained under electron microscope. In the natural state of sandstone, the storage and flow of water gas molecules mainly occur in the penetrating pores where the cement is corroded. The effect of the change of relative humidity on rock weathering is that the higher the relative humidity, the shorter the time required for complete weathering of rock. The variation of the propagation rate of the weathering front is controlled by the actual water pressure in the air, and the spreading rate of the weathering front is controlled by the concentration gradient at high humidity.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TU45

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本文編號(hào)：1609212