酸蚀水致灰岩动态弱化机制及试验方法研究

水致弱化函数是岩体长期稳定性分析和失稳预测的重要参数。通过机制分析，提出表征溶蚀型碳酸盐岩强度劣化特征的动态水致弱化函数。岩矿分析和扫描电镜实验揭示：茅口组灰岩的方解石矿物含量达99.6%以上，酸蚀作用难以改变物质组分的占比，但可加剧溶蚀孔、洞、隙增生，进而削弱灰岩强度。由力学试验获取了峰值抗压强度和动态软化系数，酸蚀后的灰岩单轴抗压强度降幅介于50.8%～57.2%，其劣化程度高于其他应力状态；动态软化系数随酸蚀时间增加而降低，其时效性特征对岩体长期稳定性有不利影响。由水理性试验获取了酸蚀率、自由吸酸率、饱和吸水率和动态饱和度等指标，揭示了酸度和酸蚀时间对灰岩溶蚀差异性的影响，酸度起主控作用，但弱酸环境下，酸蚀时间决定灰岩的劣化进程。动态水致弱化函数在强酸环境下(p H=2)的降幅梯度明显大于弱酸环境(p H=6)，其拟合公式的预测数据与试验结果的最大误差小于10%。研究成果可为溶蚀型岩体劣化研究和地质灾害防治提供重要支撑。