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