發(fā)布時間：2020-07-02 21:55

【摘要】：本文以白龍江中游地區(qū)斜坡表層板巖、千枚巖兩類低級變質(zhì)巖為研究對象,以水-常溫、水-低溫、水-高溫及水-低溫-高溫等水-熱環(huán)境為研究背景,以斜坡表層板巖、千枚巖在內(nèi)外地質(zhì)營力及不同水-熱環(huán)境中的劣化過程及劣化機(jī)理為研究中心,通過斜坡表層板巖、千枚巖這兩類低級變質(zhì)巖在內(nèi)外地質(zhì)營力和不同水-熱過程養(yǎng)護(hù)后的物理、力學(xué)性能,理化、微觀結(jié)構(gòu)、表觀形貌等方面,開展白龍江中游地區(qū)斜坡表層板巖、千枚巖兩類低級變質(zhì)巖水-熱致劣過程與機(jī)理研究,主要內(nèi)容為:研究區(qū)引起斜坡表層板巖、千枚巖劣化的內(nèi)外地質(zhì)環(huán)境分析。分析研究區(qū)引起斜坡表層板巖、千枚巖劣化的內(nèi)外地質(zhì)營力是研究斜坡表層這兩類低級變質(zhì)巖劣化過程與機(jī)理的基本前提。斜坡表層板巖、千枚巖兩類低級變質(zhì)巖的劣化與斜坡賦存的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)、地震、氣象特征等條件密切相關(guān)。通過對研究區(qū)多年氣象數(shù)據(jù)的整理及斜坡表層溫度監(jiān)測,對導(dǎo)致斜坡表層板巖、千枚巖劣化的水-熱過程進(jìn)行系統(tǒng)分析,總結(jié)出5種不同水-熱過程,即由降雨導(dǎo)致的“水-常溫”過程,由降雨、地表低溫共同導(dǎo)致的“水-低溫”過程,由降雨、蒸發(fā)、地表高溫共同導(dǎo)致的“水-高溫”過程,由強(qiáng)降雨、強(qiáng)蒸發(fā)、地表高溫導(dǎo)致的“極干-極濕”過程,以及由降雨、蒸發(fā)、地表高溫、地表低溫共同導(dǎo)致的“水-高溫-低溫交替”過程。斜坡表層板巖、千枚巖在內(nèi)外地質(zhì)營力作用下的劣化行為研究。從“物理、聲學(xué)、力學(xué)劣化規(guī)律、表面形貌微觀劣化規(guī)律、結(jié)構(gòu)及礦物成分微觀劣化規(guī)律、微裂紋微觀斷裂擴(kuò)展過程”四個方面,研究斜坡表層板巖、千枚巖在內(nèi)外地質(zhì)營力共同作用下的劣化規(guī)律。通過密度實(shí)驗(yàn)、含水率試樣、聲波實(shí)驗(yàn)、回彈實(shí)驗(yàn),分析不同深度板巖、千枚巖的密度、含水率、波速、回彈,獲取板巖、千枚巖物理、聲學(xué)、力學(xué)性能隨深度的變化規(guī)律。通過偏光顯微鏡試驗(yàn),獲取板巖、千枚巖兩類低級變質(zhì)巖微觀結(jié)構(gòu)隨深度的變化規(guī)律。通過多功能X-射線衍射(XRD)試驗(yàn),揭示板巖、千枚巖兩類低級變質(zhì)巖礦物成分微觀劣化規(guī)律。通過掃描電子顯微鏡,揭示板巖、千枚巖表面形貌微觀劣化規(guī)律。不同水-熱作用下斜坡表層兩類低級變質(zhì)巖劣化過程。研究從“試樣宏觀形態(tài)劣化規(guī)律、物理、聲學(xué)、力學(xué)劣化規(guī)律”等方面,研究5種水-熱作用下斜坡表層板巖、千枚巖的劣化規(guī)律。通過宏觀形態(tài)觀測,獲取板巖、千枚巖宏觀形態(tài)在5種水-熱作用下的變化規(guī)律;通過密度實(shí)驗(yàn)、含水率試樣、聲波實(shí)驗(yàn)、單軸抗壓實(shí)驗(yàn),分析了5種水-熱過程后斜坡表層板巖、千枚巖宏觀形態(tài)、物理、聲學(xué)、力學(xué)性能變化規(guī)律。不同水-熱作用下斜坡表層板巖、千枚巖結(jié)構(gòu)成分研究。研究從“試樣表面形貌劣化規(guī)律,礦物及化學(xué)成分變化情況,結(jié)構(gòu)及微裂紋微觀斷裂擴(kuò)展過程”三個方面,研究5種水-熱作用下斜坡表層板巖、千枚巖這兩類低級變質(zhì)巖的劣化規(guī)律。通過開展巖石薄片(切片)偏光顯微鏡試驗(yàn),分析板巖、千枚巖的兩類低級變質(zhì)巖在5種不同水-熱作用后微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律。通過多功能X-射線衍射(XRD)試驗(yàn),分析板巖、千枚巖兩類低級變質(zhì)巖在5種不同水-熱作用后礦物成分含量及化學(xué)成分含量的變化情況,揭示試樣礦物成分在不同水-熱作用下的微觀物質(zhì)劣化規(guī)律。通過環(huán)境掃描電子顯微鏡試驗(yàn),分析板巖、千枚巖的兩類低級變質(zhì)巖在5種不同水-熱作用后表面形貌微觀特征,揭示試樣表面形貌微觀劣化規(guī)律。不同水-熱作用下斜坡表層板巖、千枚巖結(jié)構(gòu)劣化機(jī)理研究。首先,研究采用數(shù)值模擬方法,獲取在5種水-熱作用下,試樣內(nèi)部應(yīng)力分布與形變特征,并通過與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果對比,表明5種水-熱作用下試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化及礦物成分的改變對其物理、力學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響;其次,通過定性判斷,初步揭示5種水-熱作用下試樣劣化機(jī)理;最后,研究建立以孔隙度為基礎(chǔ)的損傷變量,通過該損傷變量與宏觀物理、力學(xué)參數(shù)及微觀礦物成分、化學(xué)成分建立良好的回歸關(guān)系,定量確定板巖、千枚巖劣化機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P588.3;TU452
【圖文】：

蘭州大學(xué)博士研究生學(xué)位論文白龍江中游地區(qū)板巖與千枚巖水-熱致劣過程與機(jī)理研究研究區(qū)地處白龍江中游，屬長江水系，水量較大，同時該地區(qū)地勢變化較大，致使水流湍急，易形成河谷、溝谷地貌。谷地時寬時窄，階地多不對稱。c. 黃土地貌研究區(qū)分布有少量黃土地貌，其海拔 3000 m以下，多分布于坡度較為平緩的山梁、山坡及山間盆地處。海拔小于 2000 m分布有少量黃土臺地。d. 重力地貌主要分布于白龍江、白水江及其支流的河谷兩岸，區(qū)內(nèi)滑坡多屬基巖斷裂帶老滑坡，黃土滑坡和碎塊石滑坡主要分布在白龍江及支流兩岸山坡地帶。

研究區(qū)地質(zhì)圖

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本文編號：2738733