系列工程地质问题,水岩化学作用和力学作用正是这些现象的根本原因所在[1,深入研究岩石高压溶蚀试验设备设计与实验分析#刘琦1,3,卢耀如1,2,3,张凤娥2*(1.同济大学地下建筑与工程系,上海200092;5102.中国地质科学院水文地质环境地质研究所,石家庄050061;3.教育部城市环境与可持续发展联合研究中心,上海200092)摘要:为研究岩溶水库蓄水不同时期碳酸盐岩的溶蚀作用机理,自行研制了一套开放体系下岩石高压溶蚀试验设备,在0~2MPa动水压力和15~85℃条件下,对碳酸盐岩的溶蚀作用进行实验模拟。其结果显示,动水压力和温度增大都会引起碳酸盐岩的溶蚀作用加剧。溶蚀速率随压力的增大先降低再增大,随着温度的升高先增大再降低,75℃时溶蚀速率达到最大值。该实验方法和结果为岩溶地区水利水电工程中碳酸盐岩水岩作用分析及水库的可持续发展提供了理论依据。关键词:水库;动水压力;碳酸盐岩的溶蚀作用;实验模拟:p641;p64215DesignandExperimentalAnalysisofpressuredissolutiontestequipmentofrocksLIUQi1,3,LUYaoru1,2,3,ZHANGFeng'e2(1.DepartmentofGeotechnicalEngineering,Tong激University,ShangHai200092;20253035402.InstituteofHydrogeologyandEnvironmentalGeology,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Shi激azhuang050061;3.JointResearchCenterofUrbanEnvironmentandSustainableDevelopment,MinistryofEducation,ShangHai200092)Abstract:Forstudyingdissolutionmechanismoflimestoneindifferentperiodsofreservoirstorageinthekarstregion,asimulationexperimentusingselfdevelopedpressuredissolutiontestequipmentofrocksinopensystem.Experimentswereperformedincarbonicacidsolutions,underhydrodynamicpressurefrom0to2MPaandtemperaturefrom15to85degreesC.Theresultsshowedthatthedegreeoflimestonedissolutionincreasedwithhydrodynamicpressureandtemperaturerising.Dissolutionratesdecreasedfirstandthenincreasedwiththewaterpressureincreasing,buttheyincreasedfirstandthendecreasedwithtemperatureincreasing,andthemaximumvalueoccurredat75degreesC.Thisexperimentalmethodandit’sresultsprovidedatheoreticalbasisforthecarbonatewater-rockinteractionanalysisandthesustainabledevelopmentofhydropowerengineeringinthekarstregion.Keywords:Reservoir;hydrodynamicpressure;dissolutionofcarbonaterocks;simulationexperiment0引言随着各种大型水利水电工程建设项目的开展,水库周期性的蓄、排水引起水动力和水环境特征发生变化,使得水岩作用程度及方向发生改变,从而导致水库渗漏、滑坡及塌陷等一-6]水岩化学与力学作用对于分析和评价水库的稳定性、耐久性均有重要的意义。有关水动力条件下岩石溶蚀作用的实验研究在国内外已取得了较多成果,高压—流动条件下的溶蚀实验模拟,较多的集中于深部岩溶发育的研究,并多服务于油藏开采、材料等工基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(20120072120032),中央高校基本科研业务费专项资金资助(supportedby“theFundamentalResearchFundsfortheCentralUniversities2012KJ011),同济大学精品实验项目(0200104264)作者简介:刘琦,(1980-),女,讲师,主要从事水文地质工程地质方面的教学和研究。liuqi472@163-1-,其研究结果对动水压力条件下岩石件或机械应力加载的方式进行近似模拟和理论分析[9程中[7,8],而针对水库表生及浅埋地区岩石溶蚀作用的实验研究还比较少,大多是以常压条455055-14]的溶蚀作用机制揭示尚不够充分。为了更真实的模拟岩溶地区水库蓄水引起的水动力和水环境条件,本文自主研发了一套开放体系岩石高压溶蚀试验设备,模拟水库蓄水不同时期碳酸盐岩的溶蚀作用过程,为岩溶地区水利水电工程的可持续发展提供理论依据。1高压溶蚀作用模拟的条件岩溶地区的水利水电工程中,碳酸盐岩的分布按其裸露状态有:(1)表生型:厚层块状碳酸盐岩直接裸露于地表,或者有少量第四系松散地层,或局部有薄层碳酸盐岩风化物及非碳酸盐岩地层覆盖,受库水活动影响较大地...