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不同初始饱和度红砂岩冻融后物理力学性质研究

2021-01-28沈世伟吴飞甘霖姜满

钻探工程 2021年1期

沈世伟,吴飞,甘霖,姜满

(吉林大学建设工程学院,吉林长春130026)

0 引言

我国是世界上寒区范围分布最广的国家之一,约占我国国土面积的70%。寒冷地区岩石易受到冻融损伤作用,导致岩石强度弱化,进而引发一系列的工程地质问题[1]。寒冷地区岩石冻融损伤与温度、岩石性质以及饱和度有关。考虑到自然界中地理位置、气候条件以及水文地质条件的多样性,因此岩体饱和状态存在差异性,岩体内部裂隙的情况以及含水量对岩体冻融损伤具有重要影响。因此研究不同初始饱和度岩石冻融损伤对寒冷地区岩体工程具有重要意义[2]。近年来,国内外学者针对冻融循环条件下岩石强度的劣化规律进行了大量研究。研究表明:含水岩石的冻融破坏实质是温度的变化导致岩石内部孔隙中的水经历冻融循环,水在冻结过程中发生水-冰的相变。在冰晶形成过程中,水的体积膨胀9%,因而岩石局部会产生集中应力,若应力大于岩石的抗拉强度,就会导致岩石内部原有的裂隙继续生长或者产生新的裂隙,导致岩体内部各类矿物成分的胶结度降低,进而导致岩体峰值强度降低[3-9]。在相关研究中,Bayram[10]研究探讨一个统计模型确定石灰石冻融循环后单轴抗压强度损失率,Liu等[11]改进了基于冻融循环前后岩石性质来确定其强度的经验公式。针对冻融循环对岩石静态峰值强度劣化的影响,李杰林等[12]以花岗岩为研究对象,建立了冻融循环次数与抗压强度之间的模型;……

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