【摘 要】
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现代工业的快速发展使得大气中酸性环境的恶化程度在不断加剧,致使岩石及混凝土类材料在其服役过程中遭受了不同程度的腐蚀破坏,引发了不良的工程效应。岩石腐蚀过程中溶质运移产生的环境工程危害,已成为岩石领域的热点研究问题。本文采用室内长期加速腐蚀试验,对p H=1和p H=3的盐酸和硫酸（HCl和H2SO4）腐蚀下的砂岩进行了物理、化学及力学性质的对比分析。基于单轴压缩试验,引入化学损伤变量,建立受酸腐蚀
【基金项目】
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国家自然科学基金项目:《酸雨环境下砂岩的腐蚀机理及其力学特性劣化规律研究》（41172337）
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现代工业的快速发展使得大气中酸性环境的恶化程度在不断加剧,致使岩石及混凝土类材料在其服役过程中遭受了不同程度的腐蚀破坏,引发了不良的工程效应。岩石腐蚀过程中溶质运移产生的环境工程危害,已成为岩石领域的热点研究问题。本文采用室内长期加速腐蚀试验,对p H=1和p H=3的盐酸和硫酸（HCl和H2SO4）腐蚀下的砂岩进行了物理、化学及力学性质的对比分析。基于单轴压缩试验,引入化学损伤变量,建立受酸腐蚀砂岩的损伤本构模型,提出基于溶质运移的强度损伤规律,并探讨了将其应用于实际工程的途径。主要研究成果为:（1）对p H值不同的两种酸性溶液（HCl和H2SO4）腐蚀下的砂岩进行物理、化学性质的对比试验研究。通过腐蚀前后砂岩岩样的质量变化、溶液中氢离子浓度的变化及阳离子溶解速率等反映不同酸性溶液下砂岩的腐蚀规律。同时,利用SEM、CT无损检测技术,对不同浓度两种酸性溶液腐蚀前后的砂岩进行微细观的对比分析。（2）开展p H值不同的两种酸性溶液（HCl和H2SO4）浸泡腐蚀下的砂岩岩样单轴压缩试验,对比分析不同酸性溶液浸泡下砂岩的破坏形式及其应力-应变关系规律。通过对砂岩力学特性的研究,利用Weibull函数对砂岩微元体强度特征进行统计分析,建立基于CT数损伤变量的受酸腐蚀砂岩损伤本构模型。（3）根据Fick第二定律,建立考虑化学反应影响的溶质扩散控制方程,得到了不同条件下的解析解。结合室内砂岩的酸腐蚀试验,编制相应的MATALB计算程序,得到受酸腐蚀溶质运移问题的数值解。基于溶质运移模型的砂岩单轴抗压强度劣化规律,预测酸性化学污染物运移与腐蚀对大体积岩土材料强度的影响,探讨了将其应用于实际工程的途径。
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