黑色页岩顺层氧化—酸蚀实验模拟研究
发布时间：2021-07-07 16:23
黑色页岩顺层氧化-酸蚀作用属于水-岩化学风化作用范畴。由于黑色页岩富含硫化矿物和有机质,使得黑色页岩的风化过程与其它类型岩石的风化过程具有很大差异性。随着我国各行业工程活动的增多,一系列由黑色页岩氧化-酸蚀作用引起的工程地质灾害问题也随之增加。本文研究的徐家坪滑坡,正是由于黑色页岩顺层氧化-酸蚀作用使边坡处于欠稳定状态,最终在地震诱发下失稳形成滑坡。因此,研究黑色页岩顺层氧化-酸蚀作用对工程地质灾害评价和预测具有重要意义。本文以徐家坪地区的黑色页岩为研究对象,通过现场调查、取样、室内岩矿鉴定等方法了解黑色页岩的地球化学特征,然后根据徐家坪滑坡的坡体结构特征及顺层氧化-酸蚀过程中的表观现象特征,简化野外黑色页岩顺层氧化-酸蚀反应模型,最后通过自主设计的岩石顺层氧化-酸蚀试验装置模拟黑色页岩顺层氧化-酸蚀作用,揭示黑色页岩顺层氧化-酸蚀作用机制。通过研究,取得了以下几点成果。（1）通过X射线衍射仪（XRD）、X射线荧光谱仪（XRF）、扫描电镜-能谱仪（SEM-EDS）对研究区黑色页岩和灰岩的地球化学特征进行分析。结果显示,黑色页岩主要含石英、长石、黏土矿物、黄铁矿及少量的碳酸盐矿物;灰岩主...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水-岩作用的研究现状
1.2.2 黑色页岩的研究现状
1.3 研究内容及拟解决的关键问题
1.3.1 研究内容
1.3.2 拟解决的关键问题
1.4 论文研究方法及技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
第2章 研究区工程地质背景
2.1 工程概况
2.2 地质环境条件
2.2.1 地形地貌
2.2.2 地层岩性
2.2.3 地质构造
2.2.4 水文地质
2.3 本章小结
第3章 徐家坪滑坡滑带岩层的地球化学特征
3.1 岩石学特征
3.1.1 黑色页岩的岩石学特征
3.1.2 灰岩的岩石学特征
3.2 矿物学特征
3.2.1 全岩X射线衍射分析(XRD)
3.2.2 黑色页岩矿物组成分析
3.2.3 灰岩矿物组成分析
3.3 化学成分特征
3.3.1 化学成分分析方法(XRF)
3.3.2 黑色页岩的化学成分特征
3.3.3 灰岩的化学成分特征
3.4 细微观结构特征
3.4.1 扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)
3.4.2 黑色页岩的细微观结构特征
3.4.3 灰岩的细微观结构特征
3.5 本章小结
第4章 黑色页岩顺层氧化-酸蚀实验研究
4.1 实验思路及方案
4.1.1 实验思路
4.1.2 样品的制备及选取
4.1.3 实验过程及方法
4.2 实验数据分析
4.2.1 pH值变化特征
4.2.2 EC值变化特征
4.2.3 ORP值及溶解氧浓度变化特征
4.2.4 ORP值与溶解氧浓度的关系
4.3 顺层氧化-酸蚀作用下黑色页岩表观特征及微观形貌
4.3.1 黑色页岩表观特征变化
4.3.2 黑色页岩及灰岩的微观特征变化
4.4 黑色页岩顺层氧化-酸蚀产物演化序列特征
4.5 氧化-酸蚀水溶液水质特征
4.5.1 氧化-酸蚀水溶液中元素浓度变化特征
4.5.2 氧化-酸蚀水溶液中主要元素浓度的对比分析
4.6 本章小结
第5章 黑色页岩顺层氧化-酸蚀行为特征及机制分析
5.1 黑色页岩顺层氧化-酸蚀行为特征
5.2 黑色页岩顺层氧化-酸蚀机制分析
5.2.1 黄铁矿的氧化作用
5.2.2 硅酸岩矿物的酸蚀
5.2.3 碳酸盐矿物的溶蚀
5.2.4 盐类的结晶及不稳定黏土矿物的转变
5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]水岩化学作用对黑色页岩的化学损伤及力学劣化试验研究[J]. 凌斯祥,巫锡勇,孙春卫,廖昕,任勇,李晓宁. 实验力学. 2016(04)
[2]黑色页岩化学风化程度指标研究[J]. 吴蓓娟,彭渤,张坤,匡晓亮,涂湘林,方小红,曾等志. 地质学报. 2016(04)
[3]中、下扬子地区下寒武统黑色页岩微量元素富集特征[J]. 闫德宇,黄文辉,王婷灏,刘贝. 地学前缘. 2016(03)
[4]渝东北黑色页岩元素迁移特征及化学风化程度[J]. 巫锡勇,凌斯祥,任勇,廖昕,赵思远,李晓宁. 地球科学. 2016(02)
[5]黑色页岩力学特性及气体压裂层理效应研究[J]. 侯鹏,高峰,张志镇,林斌,杨玉贵,高亚楠. 岩石力学与工程学报. 2016(04)
[6]不同水岩作用下板岩物理力学性质劣化实验研究[J]. 崔凯,吴国鹏,王秀丽,谌文武,吕海敏. 工程地质学报. 2015(06)
[7]黑色页岩遇水膨胀微观特征试验研究[J]. 朱宝龙,李晓宁,巫锡勇,王英杰. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[8]下扬子地区下寒武统黑色页岩地球化学特征[J]. 朱庆杰,侯鹏飞,杨帅帅,郭海莹,马磊,张涛,任瑞. 科技导报. 2015(13)
[9]黑色页岩顺层氧化—酸蚀特征及失稳机制研究[J]. 巫锡勇. 学术动态. 2015(01)
[10]江西修武盆地下寒武统黑色页岩矿物成分特征及意义[J]. 刘伟伟,田景春,林小兵,史建南,杨辰雨,彭顺风. 成都理工大学学报(自然科学版). 2015(01)
博士论文
[1]黑色页岩风化的地球化学行为及力学特性研究[D]. 凌斯祥.西南交通大学 2016
[2]黑色页岩化学风化特征及其黄铁矿氧化动力学研究[D]. 廖昕.西南交通大学 2013
硕士论文
[1]黑色页岩氧化-酸蚀作用实验研究[D]. 张金行.西南交通大学 2016
[2]黑色岩层风化破坏机理研究[D]. 段江涛.西南交通大学 2011
本文编号：3269962
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水-岩作用的研究现状
1.2.2 黑色页岩的研究现状
1.3 研究内容及拟解决的关键问题
1.3.1 研究内容
1.3.2 拟解决的关键问题
1.4 论文研究方法及技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
第2章 研究区工程地质背景
2.1 工程概况
2.2 地质环境条件
2.2.1 地形地貌
2.2.2 地层岩性
2.2.3 地质构造
2.2.4 水文地质
2.3 本章小结
第3章 徐家坪滑坡滑带岩层的地球化学特征
3.1 岩石学特征
3.1.1 黑色页岩的岩石学特征
3.1.2 灰岩的岩石学特征
3.2 矿物学特征
3.2.1 全岩X射线衍射分析(XRD)
3.2.2 黑色页岩矿物组成分析
3.2.3 灰岩矿物组成分析
3.3 化学成分特征
3.3.1 化学成分分析方法(XRF)
3.3.2 黑色页岩的化学成分特征
3.3.3 灰岩的化学成分特征
3.4 细微观结构特征
3.4.1 扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)
3.4.2 黑色页岩的细微观结构特征
3.4.3 灰岩的细微观结构特征
3.5 本章小结
第4章 黑色页岩顺层氧化-酸蚀实验研究
4.1 实验思路及方案
4.1.1 实验思路
4.1.2 样品的制备及选取
4.1.3 实验过程及方法
4.2 实验数据分析
4.2.1 pH值变化特征
4.2.2 EC值变化特征
4.2.3 ORP值及溶解氧浓度变化特征
4.2.4 ORP值与溶解氧浓度的关系
4.3 顺层氧化-酸蚀作用下黑色页岩表观特征及微观形貌
4.3.1 黑色页岩表观特征变化
4.3.2 黑色页岩及灰岩的微观特征变化
4.4 黑色页岩顺层氧化-酸蚀产物演化序列特征
4.5 氧化-酸蚀水溶液水质特征
4.5.1 氧化-酸蚀水溶液中元素浓度变化特征
4.5.2 氧化-酸蚀水溶液中主要元素浓度的对比分析
4.6 本章小结
第5章 黑色页岩顺层氧化-酸蚀行为特征及机制分析
5.1 黑色页岩顺层氧化-酸蚀行为特征
5.2 黑色页岩顺层氧化-酸蚀机制分析
5.2.1 黄铁矿的氧化作用
5.2.2 硅酸岩矿物的酸蚀
5.2.3 碳酸盐矿物的溶蚀
5.2.4 盐类的结晶及不稳定黏土矿物的转变
5.3 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]水岩化学作用对黑色页岩的化学损伤及力学劣化试验研究[J]. 凌斯祥,巫锡勇,孙春卫,廖昕,任勇,李晓宁. 实验力学. 2016(04)
[2]黑色页岩化学风化程度指标研究[J]. 吴蓓娟,彭渤,张坤,匡晓亮,涂湘林,方小红,曾等志. 地质学报. 2016(04)
[3]中、下扬子地区下寒武统黑色页岩微量元素富集特征[J]. 闫德宇,黄文辉,王婷灏,刘贝. 地学前缘. 2016(03)
[4]渝东北黑色页岩元素迁移特征及化学风化程度[J]. 巫锡勇,凌斯祥,任勇,廖昕,赵思远,李晓宁. 地球科学. 2016(02)
[5]黑色页岩力学特性及气体压裂层理效应研究[J]. 侯鹏,高峰,张志镇,林斌,杨玉贵,高亚楠. 岩石力学与工程学报. 2016(04)
[6]不同水岩作用下板岩物理力学性质劣化实验研究[J]. 崔凯,吴国鹏,王秀丽,谌文武,吕海敏. 工程地质学报. 2015(06)
[7]黑色页岩遇水膨胀微观特征试验研究[J]. 朱宝龙,李晓宁,巫锡勇,王英杰. 岩石力学与工程学报. 2015(S2)
[8]下扬子地区下寒武统黑色页岩地球化学特征[J]. 朱庆杰,侯鹏飞,杨帅帅,郭海莹,马磊,张涛,任瑞. 科技导报. 2015(13)
[9]黑色页岩顺层氧化—酸蚀特征及失稳机制研究[J]. 巫锡勇. 学术动态. 2015(01)
[10]江西修武盆地下寒武统黑色页岩矿物成分特征及意义[J]. 刘伟伟,田景春,林小兵,史建南,杨辰雨,彭顺风. 成都理工大学学报(自然科学版). 2015(01)
博士论文
[1]黑色页岩风化的地球化学行为及力学特性研究[D]. 凌斯祥.西南交通大学 2016
[2]黑色页岩化学风化特征及其黄铁矿氧化动力学研究[D]. 廖昕.西南交通大学 2013
硕士论文
[1]黑色页岩氧化-酸蚀作用实验研究[D]. 张金行.西南交通大学 2016
[2]黑色岩层风化破坏机理研究[D]. 段江涛.西南交通大学 2011
本文编号：3269962
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