冻融循环下云母石英片岩三轴力学特性与强度预测模型
2021-03-19沈小轲朱杰兵王小伟
长江科学院院报 2021年3期
沈小轲,朱杰兵,王小伟,2,汪 斌,李 聪
(1.长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉 430010;2.河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098)
1 研究背景
随着西部大开发战略的延伸及“一带一路”宏伟蓝图的不断推进,我国西部寒区开始兴建大量铁路、公路及水电站等工程,工程中往往伴随着高边坡、隧洞、路基的冻融损伤问题[1-5],且日益成为危害工程正常运行的重要因素。因此,研究冻融循环作用下岩石力学特性的劣化机制具有重要意义。
近年来,国内外学者针对片状岩石冻融物理力学特性进行了一系列研究,取得了诸多成果。在冻融岩石物理力学特性方面:徐光苗和刘泉声[6]指出红砂岩及页岩冻融破坏分为片落模式和裂纹模式,并得出了单轴抗压强度及弹性模量与冻融循环次数的拟合关系式;闻磊等[7]研究了坚硬岩石的冻融物理力学性质,并绘制了各参数与冻融循环次数的拟合曲线,所得结果可应用于寒区工程硬岩边坡稳定性分析;陈招军等[8]总结了冻融砂岩加卸载过程中的破裂模式及裂纹发育状态;朱珍德等[9]以砂岩为研究对象进行了冻融循环作用下的卸荷试验,分析了砂岩破坏特征、峰值强度、扩容应力及冻融损伤值的变化规律;李杰林等[10]经试验分析得到了冻融后花岗岩孔隙度与单轴抗压强度间呈现指数关系,指出岩石内部孔隙分布状态影响着其宏观破坏形态。在片状岩石破坏准则及预测模型方面:Jaeger[11]研究了层理倾角与层间切应力间的关系,并提出了Jaeger破坏准则;……
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