溶解氧作用下黑色页岩氧化及其渗透特性研究

The oxidation and permeability characteristics of the black shale are the key issues to promote the chemical weathering. With regard to the environmental water acidification and rock failure, the mesoscopic structure, mineral composition variation and permeability characteristics of the black shale will be identified in this study. A series of mesoscopic tests, flow-through experiments and seepage water’s hydrochemical compositions analysis are carried out to study the oxidation and permeability characteristics of the black shale under the influence of the dissolved oxygen. The research contents include: 1) analyze the essential characteristics of the black shale and summarize the changes on the mesoscopic structure and mineral compositions; 2) study on the changes on the rock’s permeability and seepage water’s hydrochemical compositions resulting from the black shale oxidation, and establish the model for the correspondence between the oxidation progress and permeability characteristics. This study will provide experimental data and theoretical basis for understanding the chemical weathering and permeability changes of the black shale. It is also of significant applicable values to prevent the black shale weathering and the geological disasters triggered in the engineering construction.

溶解氧作用下黑色页岩氧化及其渗透特性变化，是促进其化学风化的关键问题。本课题针对黑色页岩化学风化造成环境水酸化和岩体破裂等问题，拟查明黑色页岩细观结构、矿物成分变化规律与溶解氧作用下的渗流特性。采用黑色页岩的细观测试、溶解氧作用下的渗流实验以及渗流水化学试验分析, 系统研究溶解氧作用下黑色页岩氧化及其渗透特性，主要内容包括：1）深入分析黑色页岩本质特性，归纳提炼黑色页岩细观结构、矿物成分变化规律；2）综合分析黑色页岩氧化引起的渗流特性与水化学成分的变化规律，建立黑色页岩氧化进程与渗透特性之间的关系模型。研究成果将为正确认识溶解氧作用下黑色页岩氧化过程及其渗透性变化规律提供试验数据和理论基础，对于工程建设中有效地防治黑色页岩风化及地质灾害具有重大适用价值。

黑色页岩在自然条件下其化学风化作用常常可引起环境酸化与工程岩体的劣化，主要是由于黑色页岩中所含硫化矿物的氧化作用造成。因此，溶解氧作用下黑色页岩氧化及其渗透特性变化，是促进其化学风化的关键问题。本课题针对黑色页岩化学风化造成环境水酸化和岩体破裂等问题，拟查明黑色页岩细观结构、矿物成分变化规律与溶解氧作用下的渗流特性。采用黑色页岩的细观测试、溶解氧作用下的渗流实验以及渗流水化学试验分析, 系统研究溶解氧作用下黑色页岩氧化及其渗透特性，主要研究成果包括：1）分析黑色页岩本质特性，归纳提炼黑色页岩细观结构、矿物成分变化规律；2）综合分析黑色页岩氧化引起的渗流特性与水化学成分的变化规律，初步建立黑色页岩氧化进程与渗透特性之间的关系模型；3）根据黑色页岩产酸与渗流特征，分析黑色页岩水岩作用下对混凝土材料工程性质的改变，得到该酸蚀效应对混凝土材料成分、结构与力学强度的影响。研究成果将为正确认识溶解氧作用下黑色页岩氧化过程及其渗透性变化规律提供试验数据和理论基础，对于工程建设中有效地防治黑色页岩风化及地质灾害具有重大适用价值。