基于水岩相互作用的岩石力学性能研究

刘小强，周世良，尚明芳，李 怡

(重庆交通大学河海学院，重庆400074)

库岸边坡受水库调节及降雨等因素影响，地下水位不定期变动使得库岸岩土体长期处于饱和-风干的交替状态，这种水岩相互作用的周期性循环对岩石物理力学性能将产生一定影响，从而加剧岩石风化，直接威胁库岸及码头结构的安全。笔者结合实际工程，开展水岩相互作用下岩石力学性能分析，为库岸边坡与码头结构在库水位周期性涨落下的时变稳定性分析奠定基础。

库岸边坡在库水位周期性循环时产生水岩相互作用，这一过程可理解为水与岩土介质之间物理、化学及力学作用的一种复合，其作用规律包括膨胀性、崩解性、冲蚀效应、长期渗压水作用的演变趋势和稳定性［1－2］。水岩物理作用作为其中重要组成部分，其研究进展主要包括软化、冻融及干湿过程［3］。在现有的研究中，刘新荣，等［1，4］以三峡库区边坡岩体中的砂岩为代表，对水岩相互作用下岩石的抗剪强度劣化规律进行了试验研究，得到黏聚力和内摩擦角分别服从对数和指数的衰减规律。周翠英，等［5］通过试验探讨了华南地区软岩在饱水状态下的力学性质，以指数形式定量表征软岩饱水后的抗压、抗拉及抗剪强度的变化特点。李鹏，等［6］分析了水化学作用对砂岩抗剪强度的影响规律，认为砂岩黏聚力和内摩擦角随水化学损伤度的增大而递减，且分别符合指数函数和线性函数关系。康红普［7］首次运用损伤力学理论分析水对岩石强度和变形的影响，得到了岩石单轴抗压强度、弹性模量与含水率之间的线性关系。……