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冻融作用下不同饱和度红砂岩损伤力学特性

2021-01-19宋勇军车永新陈佳星任建喜毕冉陈少杰

中南大学学报(自然科学版) 2020年12期

宋勇军,车永新,陈佳星,任建喜,毕冉,陈少杰

(西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安,710054)

随着“一带一路”国家战略的提出,西部寒区矿山和隧道等岩土工程建设逐渐增多,冻融环境下岩体的力学特性和工程稳定性问题受到广泛关注。实际工程往往受到冻融循环和荷载等多种因素的共同作用,但由于自然界中地质、地理、气候及水文等条件的多样性,造成岩体饱和状态差异明显,饱和度对冻融环境下岩体损伤力学特性具有较大影响[1],因此,研究不同饱和度岩石冻融损伤差异性对岩体工程具有重要意义。

冻融循环引起岩体发生水冰相变,导致内部孔隙逐渐变大、裂隙发育和贯通,造成岩体损伤程度增大,最终导致力学性质衰减。针对不同饱和状态下岩石的力学特性研究,WONG等[2]通过文献调研,得到了不同种类岩力学特性随含水率变化规律;HAWKINS等[3]对35组砂岩进行试验,发现含水率与强度之间存在负指数关系,且对含水率敏感程度主要由石英和黏土矿物的比例控制;MCGREEY等[4]认为岩体初始含水率决定其冻胀损伤程度,其水分率会随冻融循环次数、冻结历时和季节变化而波动;KODAMA 等[5]研究了含水率对高寒地区岩石强度和岩石破裂过程的影响;周翠英等[6]对华南地区不同类型的典型软岩开展不同饱水状态下的力学试验,探讨了软岩软化的力学规律;方杰等[7]探讨了含水率对泥质粉砂岩强度、破坏形式的损伤演化及声发射特征的变化规律;……

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