微生物矿化作用改善不同孔隙砂岩抗冻融特性试验研究
2022-01-13泮晓华唐朝生
高校地质学报 2021年6期
泮晓华,唐朝生,施 斌
南京大学 地球科学与工程学院,南京 210023
1 引言
岩体风化劣化是人类生产活动、工程建设中山地丘陵区经常遇到的重要工程地质问题(唐辉明,1988;李维树等,2008)。严重的岩体风化常导致人民群众生命财产及各类基础设施安全受到严重危害,造成地质遗迹和文化遗产不可恢复的永久性破坏,影响中国地质环境安全和可持续发展。掌握岩体风化机理,制定相应的风化防治措施,一直是岩石力学领域的研究热点(Nicholson and Nicholson,2000;李日运和吴林峰,2004;蒋明镜等,2014;Park et al.,2015;王东和伍法权,2019)。
经过多年的研究,学者们对岩体风化机理有了一个共性的认识,那就是风化类型可归纳为物理、化学和生物风化三类(Bernd et al.,2003;Takahiro et al.,2006;张金风,2008;张中俭等,2015;Baidya et al., 2019),其本质被认为是由液态水的长期直接或者间接作用所致(李宏松,2011;曹颐戬等,2020)。处于露天环境的岩体表面在雨雪天气或者潮湿环境下会附着有液态水,这些水极易造成生物的定植和侵蚀(生物风化);另一方面,岩体通常存在孔隙、节理裂隙等缺陷,降水和凝结水会从这些缺陷渗入岩体内部。在环境污染严重区域,降水还常伴有酸性物质和可溶盐等,水和酸性物质由表及里溶解胶结物质(化学风化),劣化了岩体相关部位的力学性质。随着环境湿度和温度的周期性变化,物理风化作用例如可溶盐重结晶膨胀、干湿交替和冻融循环等,进一步在张拉应力的破坏作用下酥化岩石表层及扩展节理裂隙。由此可见,降渗加固是岩体防风化的根本途径。……
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