白龙江中游地区板岩与千枚岩水-热致劣过程与机理研究

发布时间：2020-07-02 21:55

【摘要】：本文以白龙江中游地区斜坡表层板岩、千枚岩两类低级变质岩为研究对象,以水-常温、水-低温、水-高温及水-低温-高温等水-热环境为研究背景,以斜坡表层板岩、千枚岩在内外地质营力及不同水-热环境中的劣化过程及劣化机理为研究中心,通过斜坡表层板岩、千枚岩这两类低级变质岩在内外地质营力和不同水-热过程养护后的物理、力学性能,理化、微观结构、表观形貌等方面,开展白龙江中游地区斜坡表层板岩、千枚岩两类低级变质岩水-热致劣过程与机理研究,主要内容为:研究区引起斜坡表层板岩、千枚岩劣化的内外地质环境分析。分析研究区引起斜坡表层板岩、千枚岩劣化的内外地质营力是研究斜坡表层这两类低级变质岩劣化过程与机理的基本前提。斜坡表层板岩、千枚岩两类低级变质岩的劣化与斜坡赋存的地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质、地震、气象特征等条件密切相关。通过对研究区多年气象数据的整理及斜坡表层温度监测,对导致斜坡表层板岩、千枚岩劣化的水-热过程进行系统分析,总结出5种不同水-热过程,即由降雨导致的“水-常温”过程,由降雨、地表低温共同导致的“水-低温”过程,由降雨、蒸发、地表高温共同导致的“水-高温”过程,由强降雨、强蒸发、地表高温导致的“极干-极湿”过程,以及由降雨、蒸发、地表高温、地表低温共同导致的“水-高温-低温交替”过程。斜坡表层板岩、千枚岩在内外地质营力作用下的劣化行为研究。从“物理、声学、力学劣化规律、表面形貌微观劣化规律、结构及矿物成分微观劣化规律、微裂纹微观断裂扩展过程”四个方面,研究斜坡表层板岩、千枚岩在内外地质营力共同作用下的劣化规律。通过密度实验、含水率试样、声波实验、回弹实验,分析不同深度板岩、千枚岩的密度、含水率、波速、回弹,获取板岩、千枚岩物理、声学、力学性能随深度的变化规律。通过偏光显微镜试验,获取板岩、千枚岩两类低级变质岩微观结构随深度的变化规律。通过多功能X-射线衍射(XRD)试验,揭示板岩、千枚岩两类低级变质岩矿物成分微观劣化规律。通过扫描电子显微镜,揭示板岩、千枚岩表面形貌微观劣化规律。不同水-热作用下斜坡表层两类低级变质岩劣化过程。研究从“试样宏观形态劣化规律、物理、声学、力学劣化规律”等方面,研究5种水-热作用下斜坡表层板岩、千枚岩的劣化规律。通过宏观形态观测,获取板岩、千枚岩宏观形态在5种水-热作用下的变化规律;通过密度实验、含水率试样、声波实验、单轴抗压实验,分析了5种水-热过程后斜坡表层板岩、千枚岩宏观形态、物理、声学、力学性能变化规律。不同水-热作用下斜坡表层板岩、千枚岩结构成分研究。研究从“试样表面形貌劣化规律,矿物及化学成分变化情况,结构及微裂纹微观断裂扩展过程”三个方面,研究5种水-热作用下斜坡表层板岩、千枚岩这两类低级变质岩的劣化规律。通过开展岩石薄片(切片)偏光显微镜试验,分析板岩、千枚岩的两类低级变质岩在5种不同水-热作用后微观结构变化规律。通过多功能X-射线衍射(XRD)试验,分析板岩、千枚岩两类低级变质岩在5种不同水-热作用后矿物成分含量及化学成分含量的变化情况,揭示试样矿物成分在不同水-热作用下的微观物质劣化规律。通过环境扫描电子显微镜试验,分析板岩、千枚岩的两类低级变质岩在5种不同水-热作用后表面形貌微观特征,揭示试样表面形貌微观劣化规律。不同水-热作用下斜坡表层板岩、千枚岩结构劣化机理研究。首先,研究采用数值模拟方法,获取在5种水-热作用下,试样内部应力分布与形变特征,并通过与室内试验结果对比,表明5种水-热作用下试样内部结构变化及矿物成分的改变对其物理、力学性质产生严重影响;其次,通过定性判断,初步揭示5种水-热作用下试样劣化机理;最后,研究建立以孔隙度为基础的损伤变量,通过该损伤变量与宏观物理、力学参数及微观矿物成分、化学成分建立良好的回归关系,定量确定板岩、千枚岩劣化机理。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P588.3;TU452
【图文】：

遥感影像,遥感影像,白龙江,黄土地貌

兰州大学博士研究生学位论文白龙江中游地区板岩与千枚岩水-热致劣过程与机理研究研究区地处白龙江中游，属长江水系，水量较大，同时该地区地势变化较大，致使水流湍急，易形成河谷、沟谷地貌。谷地时宽时窄，阶地多不对称。c. 黄土地貌研究区分布有少量黄土地貌，其海拔 3000 m以下，多分布于坡度较为平缓的山梁、山坡及山间盆地处。海拔小于 2000 m分布有少量黄土台地。d. 重力地貌主要分布于白龙江、白水江及其支流的河谷两岸，区内滑坡多属基岩断裂带老滑坡，黄土滑坡和碎块石滑坡主要分布在白龙江及支流两岸山坡地带。

地质图,地质图,白龙江,兰州大学

研究区地质图

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