敦煌莫高窟围岩吸水特性及其影响因素分析

发布时间：2018-09-13 13:41

【摘要】：为了研究敦煌莫高窟典型围岩吸水特性及其关键影响因素,本文利用自主研发的岩石水理作用智能测试系统,对从敦煌莫高窟采集的3种不同岩性的岩石样品进行了无水压条件下的液态水吸附实验。依据吸水实验获得的3种围岩样品吸水随时间动态变化曲线,分析比较了不同种类岩石样品的吸水特性,建立了其吸水过程函数。同时,通过X射线衍射实验、电子显微镜扫描实验和压汞实验,分别获得了岩石样品的矿物成分及含量,微观孔隙结构特征和孔隙率等重要物理性质参数,综合分析讨论了黏土矿物及微观孔隙结构这两大重要因素对莫高窟3种典型岩石样品吸水特性的影响。研究结果表明,莫高窟3种围岩样品吸水动态变化的总体趋势有相似性,均表现为减速吸水过程,并可以用负指数函数进行拟合。3种岩样吸水能力差异显著,按大小排序依次为:黑砂岩泥岩粉砂岩。对于此次研究的3种不同岩性的莫高窟围岩样品而言,黏土矿物(主要是伊利石)的含量不是制约其吸水性的主要因素,决定其吸水量大小、吸水速率快慢的主要因素是岩石样品的微观孔隙结构特征尤其是孔隙率的大小。
[Abstract]:In order to study the water absorption characteristics of typical surrounding rock and its key influencing factors in Dunhuang Mogao Grottoes, this paper makes use of the intelligent test system of rock hydrology developed by ourselves. Three kinds of rock samples of different lithology were collected from Mogao Grottoes of Dunhuang. The adsorption experiments of liquid water were carried out under the condition of no water pressure. Based on the water absorption curves of three kinds of surrounding rock samples with time, the water absorption characteristics of different rock samples are analyzed and compared, and the water absorption process function is established. At the same time, some important physical parameters, such as mineral composition and content, microstructure and porosity of rock samples, were obtained by X-ray diffraction, scanning electron microscope and mercury injection respectively. The effects of two important factors, clay ore and micropore structure, on the water absorption characteristics of three typical rock samples in Mogao Grottoes are analyzed and discussed. The results show that the general trend of the dynamic change of water absorption of the three surrounding rock samples in Mogao Grottoes is similar, and all of them show a deceleration process of water absorption, and the water absorption capacity of three rock samples can be fitted with negative exponential function. According to the order of size: black sandstone mudstone siltstone sandstone. The content of clay minerals (mainly Illite) is not the main factor restricting the water absorption of the three kinds of rock samples of Mogao Grottoes studied in this study, but the amount of water absorption is determined by the content of clay minerals (mainly Illite). The main factor of the rate of water absorption is the microscopic pore structure of rock samples, especially the size of porosity.
【作者单位】： 中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;敦煌研究院保护研究所;
【基金】：甘肃省科技重大专项计划(1102FKDF014) 国家自然科学基金青年科学基金项目(41502264) 高等学校博士学科点专项科研基金课题(20130023120016) 中央高校基本科研业务费专项基金项目(2010QL07)资助
【分类号】：TU45

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 钱自卫;姜振泉;孙强;朱术云;李东林;;深部煤系软岩遇水崩解的宏观特征及微观机理研究[J];高校地质学报;2011年04期

2 藤宏伟;任松;姜德义;杨春和;;共和隧道页岩饱水软化试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年S1期

3 傅晏;刘新荣;张永兴;胡元鑫;谢应坤;;水岩相互作用对砂岩单轴强度的影响研究[J];水文地质工程地质;2009年06期

4 王旭东;张虎元;郭青林;吕擎峰;;敦煌莫高窟崖体风化特征及保护对策[J];岩石力学与工程学报;2009年05期

5 刘新荣;傅晏;王永新;黄林伟;秦晓英;;水-岩相互作用对库岸边坡稳定的影响研究[J];岩土力学;2009年03期

6 何满潮;周莉;李德建;王春光;聂雯;;深井泥岩吸水特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2008年06期

7 杨春和;冒海军;王学潮;李晓红;陈剑文;;板岩遇水软化的微观结构及力学特性研究[J];岩土力学;2006年12期

8 刘光廷;胡昱;李鹏辉;;软岩遇水软化膨胀特性及其对拱坝的影响[J];岩石力学与工程学报;2006年09期

9 张国军,李最雄;莫高窟北区崖体病害[J];敦煌研究;2005年04期

10 刘长武,陆士良;泥岩遇水崩解软化机理的研究[J];岩土力学;2000年01期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈绪新;付厚利;秦哲;张立博;王国珍;;不同饱水条件下蚀变岩边坡稳定性分析[J];地质与勘探;2017年01期

2 刘鹤;姚华彦;邵迅;崔强;王卫华;;不同矿物组成的软岩崩解特征及其差异性分析[J];水电能源科学;2016年12期

3 杨培丰;宋男男;邹政;姚昌银;;浅析黄土滑坡成因及预防方法[J];城市地理;2016年24期

4 叶飞;谌文武;梁行洲;张景科;郭志谦;郭青林;;敦煌莫高窟玉门组砂砾岩风化特征研究[J];工程地质学报;2016年06期

5 孙光吉;原鹏博;闫常赫;王延涛;李波;王新刚;;华北二叠系泥岩崩解试验研究[J];铁道建筑技术;2016年11期

6 刘洋;;饱水条件对水电站边坡稳定性影响分析[J];陕西水利;2016年06期

7 蒋作函;刘娜;;渗水泥化巷道失稳机理与安全控制对策[J];煤矿安全;2016年10期

8 程智余;杨德志;李凤;;输电线路杆塔基础砂岩崩解特性试验研究[J];山西建筑;2016年30期

9 潘迪;严明;;泥岩软化崩解机制研究综述[J];云南水力发电;2016年05期

10 邓华锋;周美玲;李建林;方景成;肖瑶;张恒宾;王晨玺杰;;水 岩作用下红层软岩力学特性劣化规律研究[J];岩石力学与工程学报;2016年S2期

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙强;姜春露;朱术云;王杰;;饱水岩石水稳试验及力学特性研究[J];采矿与安全工程学报;2011年02期

2 刘新荣;傅晏;王永新;黄林伟;秦晓英;;水-岩相互作用对库岸边坡稳定的影响研究[J];岩土力学;2009年03期

3 慕现杰;张小平;;干湿循环条件下膨胀土力学性能试验研究[J];岩土力学;2008年S1期

4 刘新荣;傅晏;王永新;黄林伟;秦晓英;;(库)水-岩作用下砂岩抗剪强度劣化规律的试验研究[J];岩土工程学报;2008年09期

5 谷柏森;;特殊地质条件下隧道围岩大变形的应对策略——共和隧道特殊围岩结构设计方案[J];铁道标准设计;2007年11期

6 郭富利;张顶立;苏洁;肖丛苗;;地下水和围压对软岩力学性质影响的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2007年11期

7 汪万福;张伟民;;敦煌莫高窟窟顶风沙环境综合治理回顾与展望[J];敦煌研究;2007年05期

8 曹玲;罗先启;;三峡库区千将坪滑坡滑带土干-湿循环条件下强度特性试验研究[J];岩土力学;2007年S1期

9 黄宏伟;车平;;泥岩遇水软化微观机理研究[J];同济大学学报(自然科学版);2007年07期

10 闫长斌;徐国元;杨飞;;爆破动荷载作用下围岩累积损伤效应声波测试研究[J];岩土工程学报;2007年01期

【相似文献】

相关期刊论文 前6条

1 徐福伟;王锋;许立;张鸟飞;;澳洲和巴西铁矿石吸水特性对比研究[J];检验检疫学刊;2012年05期

2 赵成义,黄俊梅,王玉潮,胡顺军;植物根系吸水特性研究[J];干旱区地理;1999年02期

3 周莉;何满潮;李京阳;王桂莲;;砂岩吸水特性试验[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2009年06期

4 王桂莲;;浅析深部岩石的吸水特性及其影响因素[J];内江科技;2014年02期

5 何满潮;周莉;李德建;王春光;聂雯;;深井泥岩吸水特性试验研究[J];岩石力学与工程学报;2008年06期

6 ;[J];;年期

相关会议论文 前3条

1 孟娇娇;张金瑞;;岩石吸水特性实验研究[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年

2 耿胜荣;王易芬;林若泰;熊光权;李新;廖涛;周明;;魔芋辐照接枝物的吸水特性研究及AFM分析[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集（第一卷·第8册）[C];2009年

3 郑雷;吴艳;崔旭盛;赵东平;郭玉海;;肉苁蓉种子吸水特性研究[A];第六届肉苁蓉暨沙生药用植物学术研讨会论文集[C];2011年

相关硕士学位论文 前1条

1 郑艳;提质褐煤表面官能团及复吸水特性研究[D];华中科技大学;2013年

，

本文编号：2241336