杨念哥，周科平，雷 涛, 2，李杰林，宾 峰



冻融循环下砂岩动力特性及其破坏规律

杨念哥1，周科平1，雷 涛1, 2，李杰林1，宾 峰1

(1. 中南大学资源与安全工程学院，长沙 410083；2. 武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉 430070)

冻融作用下岩石的动态力学特性研究对揭示岩石冻融损伤机理及寒区岩体工程冻融灾害防控具有很重要的意义，通过选取5组砂岩试样，按照−30~20℃的温度范围开展0、20、40、60和80次的冻融循环，并利用霍普金森压杆装置对冻融循环后的试样开展冲击气压为0.45 MPa的动态力学试验，从动态应力−应变曲线、动态强度、峰值应变和破坏形式等方面对冻融循环下砂岩的动力性特性和破坏规律进行研究。结果表明：砂岩的动力学性能随冻融次数的增加而降低，其主要的力学指标如动态弹性模量、动态强度及峰值应变均有所劣化；砂岩内部损伤随冻融次数的增加而累积，但累积速度不均匀，当冻融次数为40时，速度变缓，这一现象在砂岩饱水质量、孔隙度、强度和峰值应变曲线上都有体现；砂岩的破坏程度随冻融循环次数的增加而增加，当循环次数为0~40时，其破坏形式与未冻融时类似，以轴向的拉伸破坏为主；当循环次数为60和80时，试样碎块呈均匀细小化分布。

冻融循环；砂岩；岩石力学特性；冲击试验；动力破坏

季节和昼夜交替会产生周期性温度变化，对寒区岩体工程而言，这种温度变化产生的岩石冻融力学效应不能忽略[1]。冻融条件下，岩体力学性能劣化是一个非常复杂的过程，除了与岩体自身的材料特性相关以外，也与冻融温度、冻融周期、冻融次数、以及理化环境等密不可分[2]。……