酸雨环境下岩石的腐蚀机理及其宏细观力学特性

酸雨环境下岩石的物理力学特性及其时间效应是目前环境岩土工程中紧迫和基础性的研究课题，针对水利土木工程中经常遇到的砂岩，借助SEM/XRD分析、CT扫描、数码设备、MTS静力加载等宏细观监测技术和试验手段，对砂岩在酸性溶液中浸泡不同阶段所表现出的物理化学和力学特性进行系统的试验研究，揭示砂岩化学腐蚀过程中矿物吸附与溶解，溶液中离子的传输与扩散，孔隙的产生、扩展与演化规律，分析砂岩腐蚀破坏深度的时间效应与力学性质的关系，建立受酸腐蚀过程中砂岩本构模型，提出以氢离子浓度变化为主要影响因素的岩体工程稳定性与安全使用寿命的预测模型和方法，具有重要现实意义和工程实用价值。

前言
第1章绪论
1.1岩石及混凝土工程中的酸性环境
1.2酸性环境下混凝土性质研究
1.2.1混凝土受酸腐蚀性质的试验研究
1.2.2混凝土受酸腐蚀的机理分析
1.2.3混凝土受酸腐蚀的渗透模型
1.3酸性环境下岩石性质的研究
1.3.1岩石受腐蚀性质研究方法
1.3.2岩石物理力学性质与波速关系
1.3.3腐蚀岩石的微观力学效应
1.3.4岩石的细观特性研究
1.4本书的研究思路与内容
1.4.1研究思路
1.4.2研究内容
第2章砂浆在受酸腐蚀过程中的物理化学性质
2.1试验条件及其测试方法
2.1.1试样制备
2.1.2试验条件
2.1.3试样的测试
2.2砂浆试样受酸腐蚀的物理性质
2.2.1浸泡过程中砂浆试样的质量变化
2.2.2浸泡过程中砂浆试样的波速特性
2.3砂浆试样受酸腐蚀的化学性质
2.3.1试样浸泡过程中H+和Ca2+浓度变化
2.3.2不同形状试样浸泡过程中H+和Ca2+浓度比较
2.3.3砂浆受盐酸腐蚀机理探讨
2.4小结
第3章砂浆在受酸腐蚀过程中的力学性质
3.1受酸腐蚀砂浆试样的力学性质
3.1.1浸泡不同时段后砂浆试样的力学性质
3.1.2砂浆试样的破坏模式
3.2砂浆试样受酸腐蚀机理
3.2.1盐酸对砂浆的腐蚀过程与机理
3.2.2浸泡过程中砂浆试样的腐蚀深度计算
3.3受酸腐蚀砂浆试样的抗折强度模型
3.3.1浸泡过程中砂浆试样抗折强度的孔隙率概化模型
3.3.2浸泡过程中砂浆试样的腐蚀深度
3.4小结
第4章砂岩在盐酸溶液中腐蚀的物理化学性质
4.1试验过程及方案
4.1.1岩样制取及成分测试
4.1.2岩样物理性质
4.1.3酸性溶液的制配
4.1.4试验过程
4.1.5监测方法
4.2砂岩在盐酸溶液中腐蚀的物理性质试验分析
4.2.1砂岩腐蚀的物理性质变化
4.2.2酸性溶液中砂岩岩样的质量损失率
4.2.3酸性溶液中砂岩岩样的溶蚀速率
4.2.4酸性溶液中砂岩岩样的孔隙率随浸泡时间的变化关系
4.2.5酸性溶液中砂岩岩样的波速特性
4.2.6受酸腐蚀砂岩岩样质量、孔隙率及波速变化关系分析
4.2.7振幅及频谱分析
4.3砂岩在盐酸溶液中腐蚀的化学性质试验分析
4.3.1试验现象及分析
4.3.2酸性溶液中氢离子浓度变化的阶段性特征
4.3.3酸性溶液中Na+、K+、Mg2+和Ca2+溶解速率及腐蚀机理
4.4小结
第5章砂岩在硫酸溶液中腐蚀的物理化学性质
5.1试验过程及方案
5.1.1砂岩岩样制备
5.1.2酸性溶液的配置
5.1.3试验步骤
5.1.4不同腐蚀阶段酸溶液pH的监测
5.1.5浸泡溶液中阳离子浓度的监测
5.1.6砂岩岩样的烘干试验
5.2砂岩在硫酸溶液中腐蚀的物理性质试验分析
5.2.1不同腐蚀阶段砂岩试验现象及分析
5.2.2不同腐蚀阶段岩样质量的变化
5.2.3不同腐蚀阶段岩样含水率的变化
5.3砂岩在硫酸溶液中腐蚀的化学性质试验分析
5.3.1不同腐蚀阶段溶液中pH的变化
5.3.2不同腐蚀阶段溶液中阳离子的浓度变化
5.4小结
第6章砂岩在受酸腐蚀过程中的力学性质
6.1概述
6.2受盐酸腐蚀长石砂岩的物理化学性质
6.2.1砂岩成分及物理性质测试
6.2.2长石砂岩的物理化学性质
6.2.3长石砂岩的波速特性
6.3受盐酸腐蚀过程中砂岩的力学性质
6.3.1岩样单轴抗压强度与时间的变化关系
6.3.2浸泡不同时段砂岩的破坏模式
6.3.3浸泡不同时段砂岩的应力一应变关系
6.4受硫酸腐蚀长石砂岩的力学性质
6.4.1砂岩破裂过程的现象及分析
6.4.2不同腐蚀阶段岩样的应力一应变曲线
6.4.3不同浓度硫酸溶液浸泡中岩样应力一应变曲线特征
6.4.4单轴压缩条件下岩样的应力一应变关系
6.5受酸腐蚀砂岩中H+的扩散模型
6.5.1砂岩的受酸腐蚀过程
6.5.2基本假定
6.5.3砂岩试样的渗透破坏深度计算
6.5.4砂岩受酸腐蚀过程中H+的扩散模型
6.5.5分析结果的初步验证
6.6小结
第7章受酸腐蚀岩石的细观损伤模型
7.1概述
7.2岩石的细观损伤研究
7.2.1岩石的细观损伤
7.2.2岩石初始细观损伤的特征
7.2.3岩石的细观损伤破坏机理
7.3岩石介质非均匀性的统计分析
7.3.1岩石的非均匀性
7.3.2岩石介质非均匀性的统计理论
7.4岩石的细观损伤分析
7.4.1岩石的损伤力学研究
7.4.2岩石的细观损伤模型
7.5基于CT技术的岩石受酸腐蚀细观分析
7.5.1CT检测理论及设备
7.5.2酸性环境下砂岩的CT扫描试验
7.5.3受酸腐蚀砂岩细观CT数与密度的关系及其验证
7.5.4受酸腐蚀砂岩的细观分析
7.6小结
第8章酸性环境下水工构筑物使用寿命预测
8.1概述
8.2水工混凝土结构使用寿命预测方法
8.2.1水工混凝土结构使用寿命的概念
8.2.2水工混凝土结构寿命预测方法
8.3基于岩石及混凝土耐久性劣化模型的使用寿命预测
8.3.1酸雨环境对大坝边坡长期稳定性的影响
8.3.2预测模型的建立
8.3.3考虑化学反应影响时溶质的扩散模型
8.3.4算例
8.4酸性化学污染物的运移与腐蚀对堤坝边坡长期稳定性的影响
8.4.1含化学反应的污染物迁移方程
8.4.2土体抗剪强度与溶质浓度的关系
8.4.3算例
8.5小结
参考文献