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泥页岩浸水力学特性试验研究
摘要
本文针对泥页岩浸水后的力学特性进行了系统的试验研究，通过对不同浸水时间、浸水深度和干湿循环次数下泥页岩力学参数的测试和分析，得出了泥页岩浸水后的变化规律和影响因素。结果表明，泥页岩在浸水后会明显降低强度、刚度和稳定性，浸水时间和浸水深度对其力学特性影响较大，干湿循环次数也会加速泥页岩的损伤。研究对于泥页岩的工程应用和环境管理具有一定的参考价值。
关键词：泥页岩，浸水，力学特性，试验研究
1.研究背景
随着城市化进程的不断推进，人类对于地下资源和土地的需求不断增加。泥页岩是一种在地下较为普遍的岩石类型，其工程应用和环境管理的研究具有重要的意义。但是，泥页岩的特性比较复杂，且受到多种因素（如水、温度、荷载等）的影响，因此需要进行较为系统的试验研究。
2.试验设计
2.1样品采集
本试验采用的样品来源于某地区的泥页岩，样品应先进行干燥处理至完全失重，然后按照实验需要切割成规定大小（约为50×50×50mm）的标准试块。
2.2试验方案
根据不同的研究目的，本试验设计了以下4组试验方案：
方案1：不浸水试验组（作为对比组）
方案2：不同时间浸水试验组（浸水时间分别为7d、14d、21d）
方案3：不同深度浸水试验组（浸水深度分别为20mm、40mm、60mm）
方案4：不同干湿循环次数试验组（循环次数分别为0次、5次、10次）
其中，方案1为对照组，其他三组变量分别为浸水时间、浸水深度和干湿循环次数。每组试验均测量试块的压缩强度和弹性模量，以及在加载过程中的应力-应变变化规律。
3.试验结果与分析
3.1整体趋势分析
根据试验数据，不同试验方案下泥页岩的力学特性呈现出明显的变化趋势。具体来讲，浸水时间和浸水深度均会使泥页岩的强度和刚度降低，干湿循环次数的增加则会进一步加速这一过程。
3.2浸水时间的影响分析
从试验数据来看，随着浸水时间的延长，泥页岩的压缩强度和弹性模量均会呈现下降趋势（如图1所示）。其中，浸水7天后下降较小，但在14天后明显降低；21天后则下降更为显著。这表明，浸水时间对于泥页岩的力学特性变化有一定的延迟效应，但长时间的浸水会进一步加剧泥页岩的损伤。
图1：不同时间浸水试验组的压缩强度和弹性模量变化趋势
3.3浸水深度的影响分析
从试验数据来看，随着浸水深度的加深，泥页岩的压缩强度和弹性模量均会呈现下降趋势（如图2所示）。其中，浸水深度为60mm时的力学参数降低最为明显，而浸水深度为20mm时下降较小。这表明，浸水深度对于泥页岩的损伤程度有一定的影响，较深的浸水会导致较为严重的力学参数下降。
图2：不同深度浸水试验组的压缩强度和弹性模量变化趋势
3.4干湿循环的影响分析
从试验数据来看，随着干湿循环次数的增加，泥页岩的压缩强度和弹性模量呈现下降趋势（如图3所示）。干湿循环0次时，泥页岩的力学特性变化较小；但5次后泥页岩的力学参数下降较为明显，而10次时下降更为严重。这说明，干湿循环次数对于泥页岩的损伤程度有着显著的影响，尤其是在多次循环后泥页岩的力学特性会发生较大变化。
图3：不同干湿循环次数试验组的压缩强度和弹性模量变化趋势
4.结论
本文通过对泥页岩浸水力学特性进行系统的试验研究，得出了以下结论：
1）泥页岩的浸水会明显降低其压缩强度和弹性模量，影响其强度、刚度和稳定性。
2）浸水时间和浸水深度是影响泥页岩力学特性的重要因素，浸水时间较长和浸水深度较深的试件受损程度更大。
3）干湿循环也会加速泥页岩的损伤，并且在多次循环后泥页岩的力学特性会发生更为明显的变化。
5.参考文献
[1]陈旻旻,刘龙,李志刚,等.泥页岩浸水性能试验研究[J].安徽建筑工业学院学报,2018,32(3):21-24.
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