澜沧高膨胀凝灰岩的微观结构及膨胀机理研究.pdf

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1、第37卷第5期昆明理工大学学报(自然科学版)V01．37No．52012年10月JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)0ct．2012doi：10．3969／j．issn．1007—855x．2012．05．002澜沧高膨胀凝灰岩的微观结构及膨胀机理研究郑明雄，李峰，曹广祝(1．昆明理工大学计算中心，云南昆明650093；2．昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明650093)摘要：研究了澜沧老厂铅矿遇水快速膨胀垮塌型凝灰岩的微观结构，通过扫描电镜观察，对比分析了干凝灰岩、缓慢吸水凝灰岩

2、和浸水处理凝灰岩的sEM图像，在观察凝灰岩的裂缝孔隙特征基础上，分析了凝灰岩膨胀过程中裂缝孔隙的变化、水的流动过程和分解垮塌速度较快的原因，进而讨论了凝灰岩的膨胀机理．研究表明，仅在湿润环境长时间放置后，凝灰岩中才有疏松的水合结晶物，快速浸水凝灰岩中无明显的水合结晶现象，由水合结晶导致的凝灰岩膨胀不具有普遍性，不是凝灰岩快速膨胀分解的主要原因．凝灰岩中普遍存在微片状结构的高岭土，由计算毛细管力的平行板模型可知，微小的片间距使得片间毛细管力较大，导致普遍和强烈的毛细吸水，吸水后微片发生卷曲，片间距剧增并产生大量微孔隙和微裂缝，以致凝灰岩快速膨胀和在水中快速分解垮塌．因此，广泛存在的亲水的片状

3、结构强烈吸水并卷曲，是凝灰岩遇水膨胀垮塌的主要原因．关键词：凝灰岩；膨胀机理；微观结构；毛细管力中图分类号：TU451文献标识码：A文章编号：1007—855x(2012)05—0005—06ResearchOHMicrostructureandExpansionMechanismofLancangHighExpansionTuf’SZHENGMing—xiong'，LIFeng。，CAOGuang—zhu(1．ComputerCenter，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China；2．FacuhyofLandR

4、esourceEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China)Abstract：Inthispaper，themicrostructureofquicklycollapsetypetuffofLancangLaochangLeadMineisre—searched．ScanningelectronmicroscopicobservationisadoptedtocompareandanalyzetheSEMimagesofthedrytuf，theslowlywaterwettedtufandt

5、hequicklywaterimmersedtuf．Basedthecrackandporecharacteris—ticsofthetuf，thechangesofthecrackandpore，thewaterflowprocessandreasonsforthequickcollapsearethenstudiedtodiscusstheexpansionmechanism．Itisshownthroughtheresearchesthat，thecrystallinehydrateonlyappearafterthetufhasbeenplacedinmoistenvironmen

6、tforalongtime，andthatthetufexpansioncausedbythecrystallinehydrateisnotuniversal，therefore，thegrowthofcrystallinehydrateisnotthemainrea．sonofthetuft'sexpansion．ItiSalsoshownthatthekaolinwhichhasmicrolamellarstructureexistintufwidelv．Throughthecomputationofthecapillaryforcebytheparallelplatemodel，it

7、isfoundthattheverysmalldistancebetweenthelamellarleadstothelargecapillaryforce，andthatthewidelyexistenceofhydrophiliclamellarstruc．turecausesthewideandstrongcapillaryabsorption．Afterthewaterabsorption，theslicebec