錨桿支護鉆孔注漿方式

1 水環(huán)境影響下巖石力學性能試驗研究

　　 在隧道、采礦和開挖等實際工程中，巖石變形和破壞通常涉及到水。僅水的存在就可能使砂巖的極限強度降低33%。水的存在導致破壞應力的應變速率敏感性增大，圍壓越高，破壞應力的應變速率敏感性越大;在較低圍壓范圍內，濕試塊中應變速率對破壞強度的影響比干試塊更明顯，因為水和硅酸鹽反應破壞了硅-氧鍵，流體對硅酸鹽巖石的物理性質產(chǎn)生意義深遠的化學影響應變速率的減小增加這一影響并導致強度的減小。應力腐蝕機制輔助下的亞臨界裂紋擴展可能對這種隨時間變化的巖石強度起重要作用[1]。

　　 Erguler和Ulusay研究了含水量對巖石力學參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)隨著含水量的增加，巖石的單軸抗壓強度、彈性模量和抗拉強度都有所降低。相似地，Yao HY通過對紅砂巖進行干濕交替環(huán)境下的單、三軸試驗進行研究。研究表明，相對于沒有經(jīng)過干濕交替作用的干燥試件，經(jīng)過不同次數(shù)的干燥-飽水交替作用后，砂巖的彈性模量、單軸抗壓強度參數(shù)數(shù)值均有所減小[2]。E. Z. LAJTAI等人通過多種實驗技術：抗壓強度和斷裂韌性的短期標準試驗，臂長試驗，測量蠕變、靜態(tài)疲勞和緩慢裂紋速度的時間依賴性試驗。測試環(huán)境中的水分會導致更大的變形和裂紋擴展，從而降低最終（長期）強度[3]。

　　2 巖石化學成分機理分析研究

　　 考慮到水對巖石的作用是一種復雜的應力腐蝕過程，水對巖石產(chǎn)生物理力學作用之外，還有化學作用，因而學者們開展了一系列考慮水巖化損傷作用的試驗研究。結果表明，砂巖的抗滑摩性主要受孔隙流體離子強度的控制，其次受pH值的控制相同離子濃度的化學溶液的效果取決于其酸堿度（pH值）[4]。隨著H+濃度的升高和腐蝕時間的延長，化學反應的作用越來越廣泛，使得巖石試樣更加柔軟、韌性更強[3]。在裂紋擴展方面，濕巖體的斷裂韌性低于干燥條件下的斷裂韌性，且在潮濕條件下，裂解速度更快。導致變質的物質的化學反應會增加應力腐蝕[5]。熱、應力或化學環(huán)境的良性變化可能會對運輸特性產(chǎn)生深遠的影響某些礦物的自由面型溶蝕作用，通過加深裂縫壁上已有的通道，使裂縫的滲透性增加一個數(shù)量級，使其流體力學行為發(fā)生變化[6]。

　　 另一方面，巖石的組成對水的危害作用有顯著的影響。對水越敏感的成分，如粘土和淤泥，水的變質作用就越大。如果巖石中含有一定數(shù)量的粘土或泥沙，飽和不僅會改變巖石的粘結力，而且還會改變巖石的基本摩擦角[5]。另一項研究也發(fā)現(xiàn)，巖石在水溶液中活化開裂的表現(xiàn)形式和程度取決于巖石的微觀結構、礦物組成以及溶液的化學性質。

　　3 干濕循環(huán)對巖石力學性能影響的研究

　　 近年來，許多研究者采用單軸、三軸試驗對水巖作用對巖石物理力學特性的影響進行試驗，并取得了較為豐富的成果。結果表明，巖石材料經(jīng)循環(huán)干燥濕潤后，其物理力學性能均有不同程度的惡化。一些學者研究了循環(huán)濕潤干燥對巖石斷裂韌性和裂紋擴展的影響。結果表明，循環(huán)潤濕干燥對砂巖由脆性破壞向韌性破壞轉變的破壞特征有明顯的影響[7]。循環(huán)濕潤干燥對裂縫擴展半徑有影響，隨著濕潤干燥循環(huán)次數(shù)的增加，裂縫擴展半徑逐漸減小[8]。

　　 另一方面，巖石的組成對水的變質作用有重要的影響。它所含的粘土和淤泥等對水敏感的成分越多，水的變質作用就越大。它所含的粘土和淤泥等對水敏感的成分越多，水的變質作用就越大。對于以石英和長石為主的完整巖石，其水效應僅反映在粘結強度的降低上?；灸Σ两菐缀醪皇苡绊憽．攷r石中含有一定量的粘土或淤泥時，飽和不僅會改變巖石的粘結強度，而且還會改變巖石的基本摩擦角。另一項研究中也指出，巖石在水溶液中活化開裂的表現(xiàn)形式和程度取決于巖石的微觀結構、礦物組成以及溶液的化學性質[8]。

　　4 展望

　　 綜上所述，現(xiàn)有的有關于水巖作用的影響主要考慮的是其對巖石的與抗壓強度與彈性模量等方面的影響，但是水巖作用對巖體剪切特性所產(chǎn)生的影響到目前為止進行的研究十分少見。巖石材料的剪切特性基本參數(shù)是巖石分類、巖石結構設計和巖石相關問題分析中的一個重要力學參數(shù)，具有一定的工程意義。因此，開展水-巖相互作用對巖體剪切特性的影響效應研究，對受水巖相互作用影響的巖體工程的穩(wěn)定性分析和預測具有重要的理論意義與應用價值。