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地下水化学腐蚀现象在岩石圈中广泛存在,而地下工程围岩除却面临地下水浸湿作用外还常因承受动荷载而变形破坏。因此,研究化学腐蚀及冲击载荷作用下岩体力学特性损伤演化及破裂机理,对于地下高效安全生产具有重要意义。本文以灰岩为研究对象,通过配置不同pH值的化学溶液,设置多个水平的腐蚀时间段,获得对应的腐蚀损伤试样,借助X射线荧光分析和核磁共振技术探讨化学腐蚀损伤机理,然后基于霍普金森压杆系统,对腐蚀灰岩试样展开系列动态冲击试验,同时运用高速摄像技术对试样的破坏过程进行跟踪记录,得到以下几点研究成果:(1)岩化学作用过程中溶液的酸碱度具有自平衡特征,酸碱性溶液随腐蚀时间的延长逐渐趋于中性,而中性溶液则逐渐趋于弱碱性。化学腐蚀后,灰岩试样的质量会有不同程度的下降,孔隙度也由此变大,且溶液pH值越低,腐蚀时间越长,试样的损伤程度越严重。(2)灰岩腐蚀损伤以酸性溶液最为明显,碱性次之,中性环境岩性最为稳定随着腐蚀时间的增大,冲击破坏程度也变得愈加严重,分形维数也由此增大。动态抗压强度、峰值应变和弹性模量随腐蚀损伤的加剧呈劣化趋势。同时发现,试样的动态抗压强度和弹性模量随应变率的增大呈线性增大趋势,表现出明显的应变率强化效应,但就应变率敏感性而言,自然状态试样较腐蚀试样强烈。(3)随着化学腐蚀的持续进行,试样动态抗拉强度、耗散能和比能量吸收值皆呈三阶段降低的变化规律。同时,高速摄像记录试验劈裂破坏首先会在圆盘的中线位置处产生一条细小的裂纹,随后沿径向向两端发展形成主破裂面,其破裂位置主要集中在入射波的传播路径上,即沿着试样的直径近似呈水平张裂。(4)试样断裂从预制裂纹的尖端开始,沿着加载方向扩展延伸,破坏后的试样样继续绕试样与入射杆的接触点O匀速转动;化学溶液pH值对试样裂纹扩展的分形维数影响较大,当pH=6时,裂纹扩展分形维数随腐蚀时间无明显变化趋势,而溶液pH值为2和4的腐蚀试样裂纹扩展分形维数在腐蚀时间维度上呈增大趋势;随着腐蚀时间延长,试样动态断裂韧度KΙ值呈三阶段跌落特征,试样△W/Wi比值和断裂能WF随腐蚀时间的增大也表现为先快速降低,再逐渐平缓,最后趋于稳定的三阶段跌落特征。(5)化学腐蚀后,灰岩矿物成分中的CaO、CO3、MgO、和Fe2O3等化化合含量随腐蚀时间的增大呈降低的变化趋势,而SiO2、Al2O3等物质却变现为增大规律,且腐蚀时间越长,溶液pH值越小,矿物分成含量变化越明显。