高聚物在砒砂岩垂直裂隙中的扩散特性研究

发布时间：2021-12-17 03:23

　　位于晋陕蒙接壤地带的砒砂岩区水土流失问题十分严重,是入黄粗泥沙来源的核心区。导致严重水土流失的主要原因是砒砂岩特殊的岩性。砒砂岩俗称“五花肉”,呈层状结构,主要由白色的砂岩、砂页岩和红色泥质砂岩组成,由于成岩程度低、颗粒间胶结程度差、蒙脱石含量高,遇水易膨胀崩解泥化。以崩塌为主要形式的块体状重力侵蚀现象十分突出,其发生具有突然性,产生的侵蚀量和破坏性较大,是侵蚀产沙的主要来源。块体状重力侵蚀发生部位主要是强度和稳定性相对较高的白色砒砂岩层。发生块体状重力侵蚀的主要原因是白色砒砂岩中存在竖向裂隙,成为水流通道,在水流侵蚀作用下,裂隙不断下切,使临坡面砒砂岩与母体分离。在水流、冻融等作用下,下部红色砒砂岩层加速侵蚀,使上部砒砂岩逐渐丧失支撑,达到一定极限状态时即发生崩塌。通过注浆充填白色砒砂岩层竖向裂隙、封堵水流通道是治理砒砂岩块体状重力侵蚀的重要途径之一。然而传统注浆材料多以水作为溶剂或主要成份,会破坏砒砂岩结构,难以达到治理效果。针对这一问题,基于无水注浆理念,拟把非水反应高聚物注浆材料引入块体状重力侵蚀治理。因此,掌握高聚物浆液在砒砂岩垂直裂隙中的运移机制对于注浆施工具有重要指导意义... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

砒砂岩分布区地图

1绪论2布奇沙漠流向黄河，这些黄河支流是这一地区向黄河输送粗沙的主要途径[8]。因此开展砒砂岩区水土流失治理对于减少泥沙入黄具有迫切而现实的意义。图1.1砒砂岩分布区地图图1.2砒砂岩类型区比例

1绪论6图1.3不同颜色的砒砂岩的矿物含量砒砂岩区每年的降雨多为暴雨，且大都集中在夏季的7~9月[28]。在雨水作用下，砒砂岩强度降低，膨胀泥化，散落成砂，被水流裹挟冲刷到沟谷河道中，最终汇入黄河。这一地区水土流失非常严重，是黄土高原最集中的碎屑基岩产沙区。砒砂岩区总面积为1.67万平方千米，黄河流经黄土高原的面积为64万平方千米，砒砂岩区的面积仅占2.6%[29]，但是每年产生的对黄河下游危害最大的粗泥沙（粒径大于0.05mm）量却占到整个黄土高原地区输入黄河粗泥沙量的30%左右，是黄河粗泥沙集中来源的核心区域。砒砂岩区的水土流失极其的强烈，生态环境极度脆弱[30]，因此，砒砂岩区也拥有“世界水土流失之最”和“地球生态癌症”等称号[31]。这一地区是黄河流域水土流失最难治理的地区[32]，也是黄河中游水土保持工作的重点地区[33]。砒砂岩在没有水的情况下坚硬的像石头，当含水率达到一定程度时则硬度迅速降低，松软如泥，遇风则会风化剥落，且砒砂岩去温度日较差大，冻融作用剧烈，致使沟谷坡表层的松散层达到5~10m，易发生重力侵蚀[34-36]。因此，砒砂岩区呈现出风蚀、水蚀、冻融及重力侵蚀交互作用的复合侵蚀模式。砒砂岩的特殊岩性特征，在各种侵蚀的相互作用下，砒砂岩岩石结构极易遭到破坏。


本文编号：3539319