岩石毛细吸水试验新方法.pdfVIP

第32卷第5期 长 江 科 学 院 院 报 Vo1．32 No．5 2015年 5月 JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute May 2 0 1 5 DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2015．05．018 2015，32(05)：95—99，104 岩石毛细吸水试验新方法 贾志刚 ，齐 平 。李 科 ，曾洪彪 (1．中国地质大学 工程学院，武汉 430074；2．黄淮学院 建筑工程学院，河南 驻马店 463000) 摘 要：毛细作用下岩石吸水作为一种水分传输现象在诸多领域有极其重要的影响。推导了岩石毛细直管吸水模 型，在详细讨论已有吸水试验方法的基础上提出了一种吸水量量测新方法。结论如下：① 新试验方法以称量剩余 水量为基础，可以实现岩石吸水过程中吸水量连续、精确的量测，且可以满足一维或三维2种边界条件；② 采用试 验新方法，在石膏质岩初始吸水阶段，其吸水量与时间的关系基本上满足毛管理论模型，新方法能较好地适用于岩 石毛细吸水试验；③ 分析了吸水试验数据拟合时相关系数一频次的关系，证明了试验新方法具有较小的系统误差 ， 试验数据更加稳定与可靠。 关键词：石膏质岩 ；毛细作用；岩石吸水；试验方法 ；量测方法 中图分类号：TV6 文献标志码：A 文章编号：1001—5485(2015)05—0o95一o5 面出现的锈斑、黄斑、水斑等 “病症”，严重影响其装 饰效果。从水岩物理作用的途径考查，上述工程问 1 研究背景 题有一个共同的特征，即无压水聚集或附着在岩石 绝大部分的岩体工程在建设与营运过程中都不 介质表面，在毛细作用下沿着微裂(孔)隙慢慢浸润 可避免地与水接触，水岩之间会发生复杂的物理、化 岩石，岩石在水溶液离子、温度或干湿等外在条件下 学与力学等作用，导致岩体的强度、变形等工程性能 工程性能产生劣化，其长期耐久性受到影响。 出现不同程度的劣化。 可见，要想从根本上解决这类工程问题需要从 从水侵人岩石的驱动力看 ，毛细吸水作为岩石 2个方面人手：① 毛细作用下岩石吸水动力特性；② 介质的一种水分传输现象在诸多领域有极其重要的 岩石吸水过程量测新方法。围绕上述2个问题，本文 影响，如：① 各类水利枢纽工程。高速泄流时，水利 总结国内外相关研究成果，以石膏质岩吸水试验为 枢纽附近一定范围内会形成一种密集雾雨，雨水沿 例，试图从岩石吸水过程函数、吸水率时间效应与吸 地表的裂(孔)隙逐步浸润岩石，在潜水面之上会形 水量量测方法等方面进行分析、评价与探讨，旨在使 成毛细饱和区HJ，致使非饱和带岩体的含水量逐渐 相关从业人员对这方面的研究有更清晰的认识。 增大，导致其抗剪强度降低，从而诱发地质灾害； ② 石质类文物的破坏与保护方面。北京西黄寺 J、 2 岩石吸水毛管模型 洛阳龙门石窟 J、大同云冈石窟 等石质文物病害 形成机制的研究表明，大气降水和空气凝结水渗入 岩石是一种典型的多孔介质材料，毛细作用下 岩石表层形成孔 (裂)隙水，在温度效应或溶蚀作用 岩石的水分传输特性主要取决于其内部孔裂隙的数 下岩石表面产生劣化；③ 建筑材料方面，主要以混 量、大小、张开程度及其连通性，同时也受其矿物成 凝土(再生)骨料和装饰石材的方式在建筑业得到 分、