贺晶晶, 师俊平(西安理工大学 土木建筑工程学院, 陕西 西安 710048)

自然界的岩石在多种环境因素作用下发生风化。其中,因温度交替变化引起的冻融损伤是寒区岩石的主要风化方式。由此引发的岩质边坡冻融剥蚀、滑塌甚至滑坡成为寒区工程建设中突出的工程地质灾害[1]。对此,国内外学者相继开展了大量有关寒区岩石力学特性的理论及试验研究。如Hori等[2]基于断裂力学利用解析方法研究了冻胀力的发生和微裂隙的扩展。文献[3]～[4]研究了冻融作用下岩石典型物理力学性质的渐进劣化过程。刘华等[5]对用于青藏铁路护坡的花岗岩进行冻融循环试验,结果表明,超声波速同冻融循环周期呈指数下降关系。陈有亮等[6]的研究显示,随着冻融循环次数的增加,花岗岩的相对杨氏模量呈指数函数减小,峰值应力损失率呈幂函数增加。刘成禹等[7]认为,冻融环境下,花岗岩的损伤具体表现为裂隙增大、增多或发生扩展,从而使岩石强度、刚度降低,变形增大。李新平等[8]探讨了裂隙岩体在冻融和荷载耦合作用下的损伤机理,并建立了冻融与受荷耦合作用下裂隙岩石的损伤模型。由此可见,岩石的冻融损伤破坏与其内部裂纹的形成及扩展机理息息相关。对此,不少研究人员认为,可将岩石的断裂性能指标作为寒区岩体工程灾害的评估依据[9-10]。然而,目前在此方面的研究相对较少。

本文以三峡大坝库岸开挖带的花岗岩为例,对冻融后不同初始缝高比试样进行断裂试验研究,并分析试样的断裂性能参数与其破坏形貌之间的规律,以期为寒区库岸、公路等边坡稳定性评估、分析提供新的理论途径。……