矿业研究与开发

作者：冯江江,康志强,孙永亮,马延崑,郝明铧

关键词：化学溶液;微观结构;分形维数;动态力学参数;损伤率

为研究化学溶液腐蚀对砂岩动态冲击压缩力学特性的影响,以蒸馏水及pH 分别为5和3的HCl溶液加速腐蚀后的红砂岩为研究对象,进行5种不同冲击气压下的动态压缩试验,探究化学溶液的腐蚀作用对砂岩动态力学参数、破碎能耗及破坏形态的影响.利用XRD和SEM 揭示了化学溶液对砂岩的腐蚀过程及劣化机制,并通过盒维数法定量表征了化学溶液腐蚀前后微观分形维数的变化规律.结果表明:酸性环境下砂岩中的白云母和斜长石会转化成石英和软质高岭石,胶结物被溶蚀,颗粒间的接触方式发生改变,导致砂岩微观结构分形维数和损伤率随溶液酸性增加而上升;在酸性溶液作用下,矿物颗粒刚度降低,结构松散,力学性能劣化.以应变率58.06s－1为例,随溶液酸度增强,动态应力峰值降幅分别为17.27％、39.83％、49.63％,动态峰值应变增幅分别为13.04％、31.30％、38.26％.腐蚀后砂岩宏观破碎加剧、耗能比下降、分形维数升高,破坏形式由张拉向剪切转变.该研究系统揭示了化学腐蚀对砂岩动态力学行为的影响机制,为酸性环境下岩体工程的稳定性评估提供了参考.

来源：2026年第2期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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