[發明專利]基于水溶液侵蝕環境下炭質巖石耐久性的無損評價方法

在審

• 申請號: 202210701928.7
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115112550A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 駱俊暉;張濤;楊玉玲;黃海峰;暢振超;莫鵬;王詩海
• 申請（專利權）人: 廣西北投交通養護科技集團有限公司;中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N27/04
• 代理公司: 深圳騰文知識產權代理有限公司 44680
• 代理人: 劉洵

本申請公開了一種基于水溶液侵蝕環境下炭質巖石耐久性的無損評價方法，用于解決炭質巖石基礎、邊坡在降雨和地下水位抬升等條件下，水溶液侵蝕對構筑物耐久性影響的無損評價問題。本申請方法包括：以新鮮的炭質巖石為母樣并對所述母樣進行礦物成分定量分析，計算所述礦物成分中的黏土礦物含量；測試所述母樣在水溶液侵蝕前以及不同侵蝕時間下的熟化耐久性指標和電阻率值；基于最小二乘擬合原理，獲得相同侵蝕時間下熟化耐久性指標降低量和電阻率值降低量的線性統計關系；建立熟化耐久性指標降低量與電阻率值降低量線性關系的變化速率與黏土礦物含量的相關關系，建立水溶液侵蝕環境下的炭質巖石熟化耐久性與電阻率的相關關系，實現無損評價。

技術領域

本申請涉及巖土材料領域，尤其涉及基于水溶液侵蝕環境下炭質巖石耐久性的無損評價方法。

背景技術

我國西南地區廣泛分布有炭質巖石，在各類基礎工程建設中經常遇到。這類巖石在干燥狀態下，工程性質穩定、力學性能優良，但在水分侵入條件下，會表現出一系列不良特性：如遇水軟化、崩解，水侵后高溫受熱發生裂解，耐久性較差，進而導致地基失穩、邊坡滑坡、路面變形等一系列工程事故和地質災害，造成重大經濟損失和人員傷亡等事故。

自然環境下的水溶液中常含有多種化學物質，導致水體具有不同的酸堿度。巖石中的各類礦物組分在不同酸堿度水溶液的侵蝕下，其發生物理-化學反應的規模和速率各不相同。因此，炭質巖石在不良外部條件的作用下，特別是復雜水溶液侵蝕時，其耐久性的劣化規律和評價手段已引起工程設計者和研究人員的密切關注。

現有技術中，熟化耐久性指標I_d2值的確定常采用國際巖石力學協會1974年提出的標準測試方法進行，該方法需要將巖石試樣進行浸水、旋轉沖擊等過程，試樣在試驗結束后會發生不同程度的破碎、崩解。該試驗方法屬于有損、破壞式測試方法，且具有試驗周期長、成本高，實驗儀器笨重等局限性。傳統熟化耐久性的測試方法，所用浸泡溶液為水溶液，未考慮到自然環境中酸性、堿性和鹽溶液等其他類型水溶液對巖石耐久性的影響，難以全面評價軟弱巖石在復雜水溶液侵蝕下耐久性的劣化規律。因此，亟需發明一種快速、高效、簡單易行的無損評價方法，定量評價炭質巖石在不同酸堿度水溶液侵蝕環境下熟化耐久性的演化規律。這對于炭質巖石類基礎、邊坡、隧道等構筑物的穩定性評價和失穩預警均具有重要意義。

發明內容

本申請提供了基于水溶液侵蝕環境下炭質巖石耐久性的無損評價方法，用于解決炭質巖石基礎、邊坡在降雨和地下水位抬升等條件下，水溶液侵蝕對構筑物耐久性影響的無損評價問題。

本申請提供了一種基于水溶液侵蝕環境下炭質巖石耐久性的無損評價方法，包括：

以新鮮的炭質巖石為母樣并對所述母樣進行礦物成分定量分析，計算所述礦物成分中的黏土礦物含量；

測試所述母樣在水溶液侵蝕前以及不同侵蝕時間下的熟化耐久性指標和電阻率值；

根據所述不同侵蝕時間下的炭質巖石的熟化耐久性指標與電阻率值，計算不同侵蝕時間下炭質巖石熟化耐久性指標相對未侵蝕熟化耐久性指標的耐久性指標降低量，以及不同侵蝕時間下炭質巖石電阻率值相對未侵蝕電阻率值的電阻率值降低量；

基于最小二乘法擬合所述耐久性指標降低量和所述電阻率值降低量的目標直線方程，獲得相同侵蝕時間下所述耐久性指標降低量和所述電阻率值降低量的線性關系；

基于最小二乘法擬合所述目標直線方程的斜率與所述黏土礦物含量的目標曲線方程，建立水溶液侵蝕環境下的炭質巖石熟化耐久性與電阻率的相關關系，并根據所述炭質巖石熟化耐久性與電阻率的相關關系進行炭質巖石耐久性的無損評價。

可選的，所述測試所述母樣在水溶液侵蝕前以及不同侵蝕時間下的熟化耐久性指標和電阻率值包括：

對所述母樣進行制樣得到若干耐久性測試試樣和電阻率測試試樣；