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第一章　绪论1

1.1　问题的提出1

1.2　岩石风化作用的研究现状2

1.2.1　岩石风化的地球化学过程研究4

1.2.2　岩石风化过程矿物组分稳定性的热力学研究4

1.2.3　风化对岩石材料工程性质影响的评价及岩石风化速率方面的研究5

1.2.4　风化程度指标的判定6

1.2.5　黑色岩层风化研究的现状7

第二章　湘西地区黑色岩层的地球化学特征9

2.1　研究区地质背景9

2.2　研究区黑色岩层的岩性特征10

2.3　研究区黑色岩层的地球化学组成15

第三章　湘西地区黑色岩层风化的地球化学特征18

3.1　研究区气候特征18

3.2　黑色岩层风化及其产物的表观特征18

3.3　黑色岩层风化地区的环境水特征22

第四章　黑色岩层中硫化矿物风化的热力学分析24

4.1　生物、化学氧化24

4.2　电化学氧化26

4.3　黄铁矿氧化的热力学分析28

4.3.1　铁硫化物的风化29

4.3.2　一个实例水样的平衡分析40

第五章　黑色岩层中硫化矿物的风化与侵蚀性酸性环境水的形成41

5.1　硫化矿物水解对环境水的pH影响41

5.2　硫化矿物氧化对地下水水质的影响43

5.3　黄铁矿氧化对天然水性质的影响47

5.4　围岩对硫酸型酸性环境水的影响49

5.5　侵蚀性酸性环境水的基本类型53

第六章　酸性环境条件下其他矿物的稳定性分析60

6.1　酸性条件下其他矿物失稳的地球化学过程60

6.2　酸性条件下岩石中矿物化学行为的热力学分析62

6.3　酸性环境条件下混凝土的风化过程及产物69

6.3.1　侵蚀反应分析的理论基础70

6.3.2　水化硅酸盐建造物（混凝土）自然侵蚀特征研究72

第七章　黑色岩层风化的试验研究79

7.1　浸泡试验及结果分析79

7.2　潮湿条件下的风化试验及结果分析87

7.3　淋滤试验90

7.4　水动力条件下岩石浸泡试验研究90

第八章　地下水存在状态及运动特征对岩石风化过程的影响92

8.1　水在岩体中的存在形式92

8.2　地下水在岩石中的运动95

8.3　水溶液在岩石中的水动力弥散96

8.4　地下水的运动与岩石风化过程之间的关系103

8.4.1　岩石裂隙发育程度对岩石化学风化的影响103

8.4.2　水-岩相互作用过程对岩石风化的影响105

8.4.3　水-岩相互作用过程中因物质结晶在岩石风化过程中的作用105

第九章　水-岩相互作用的界面过程109

9.1 反应进度和反应亲和势109

9.2　岩石化学风化的界面过程112

9.2.1　水-岩相互作用的界面反应过程112

9.2.2　水-岩相互作用的不可逆过程分析114

第十章　岩石风化与岩石物理力学性质关系研究118

10.1　岩石风化分带的确定118

10.2　陡山沱组黑色岩层的物理、化学及力学特征分析119

10.3　混凝土风化腐蚀程度的确定123

10.3.1　影响混凝土回弹值的因素124

10.3.2　含水量对混凝土回弹值影响的试验研究125

10.3.3　混凝土腐蚀程度回弹值判定标准126

10.4　岩石的矿物组成及结构、构造与岩石物理力学性质之间的关系128

第十一章　黑色岩层风化的动力学初步研究129

11.1　化学动力学的理论要点129

11.1.1　有效碰撞、活化分子、活化能、反应实质129

11.1.2　反应机理及速率控制机制130

11.1.3　化学反应速率方程及影响因素130

11.2　黑色岩层风化的动力学过程131

11.2.1　黄铁矿化学风化动力学131

11.2.2　其他风化过程的动力学研究136

第十二章　黑色岩层风化所形成酸性水对工程建筑物侵蚀的实例分析139

12.1　乐所二号隧道腐蚀分析139

12.1.1　乐所二号隧道腐蚀概况139

12.1.2　砂岩夹泥岩带的特性140

12.1.3　乐所二号隧道混凝土腐蚀状况分析141

12.2　罗依溪隧道腐蚀分析144

12.2.1　隧道地质概况144

12.2.2　地下水及混凝土腐蚀分布状况144

12.3　大江口二号隧道腐蚀分析147

12.3.1　隧道地质概况147

12.3.2　大江口二号隧道工程状况147

12.3.3　隧道水文地质特征148

第十三章　结束语149

13.1　主要结论149

13.2　有待进一步研究的问题151

参考文献152

附录162