软岩在饱水过程中水溶液化学成分变化规律研究

针对广东地区重大工程中几种典型软岩的基本类型和特点,设计了一系列软岩饱水软化试验。通过选取华南地区“红层”——粉砂质泥岩和泥质粉砂岩两种代表性软岩,在天然状态、饱水1,3,6和12个月时,研究水溶液pH值和阴离子及阳离子浓度的变化,探讨不同类型软岩在不同饱水时间后,水溶液的pH值和化学成分的动态变化规律。结果表明,软岩在饱水过程中,水溶液的pH值将逐渐减小,由弱碱性向酸性过渡,这些变化率为2%～46%。同时,着重指出:饱水3个月时,是水-岩化学作用的临界时间转折点,即3个月之前,阳离子及阴离子的化学交换与吸附作用活跃,反应中离子的浓度是下降的;3个月之后,该作用逐渐减弱,离子的浓度呈现出回升渐趋稳定或稳定的趋势。软岩与水化学反应中离子浓度的变化一般服从两种曲线类型,即指数曲线和动力学稳定方程(反应-扩散方程)曲线。其动力学过程无论服从哪一种规律,最后终将趋向稳定态。此外,对于这两类软岩,其-F,Mn2+,Al3+,Fe3+,Zn2+等离子在试验过程中基本保持稳定值,表明岩块与水的化学作用过程中基本没有该类离子的参与。