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受酸腐蚀砂岩力学特性及其统计损伤本构模型

2023-02-13苗子臻李曙光霍润科任少强吴应明杨星智

铁道学报 2023年1期

苗子臻,李曙光, ,霍润科,任少强,吴应明,杨星智

(1.西安建筑科技大学 土木工程学院,陕西 西安 710055;2.中铁二十局集团有限公司 博士后科研工作站,陕西 西安 710016)

随着交通基础设施的快速发展,我国隧道工程规模不断增大,已成为隧道建设、运营里程最多的国家。隧道作为修建在地下岩土介质中的半隐蔽工程,其建设环境、运营环境复杂,不良地质条件引起的衬砌开裂渗漏、道床裂损脱空等结构劣化现象屡见不鲜,特别是当隧道工程遇到富含酸性地下水环境时,酸侵蚀及其引发的一系列化学反应会对隧道结构耐久性产生不利影响。因此,酸腐蚀作用下岩石力学特性及破坏机制研究成为环境岩土工程领域的热点问题之一[1-5]。

近年来,关于酸性环境对岩石物理力学性能影响的研究取得了许多成果。陈四利等[6]、王艳磊等[7]开展了水化学腐蚀下岩石破裂过程的细观力学试验,探讨了不同水化学溶液对岩石力学性质的影响,分析了化学腐蚀下岩石细观破裂特征和腐蚀机理。文献[8-11]通过模拟室内酸性环境下的腐蚀试验,得到了砂岩在不同酸性环境及温度、围压条件下腐蚀不同时间的物理力学特性劣化规律。许江等[12]、李鹏等[13]开展了不同水化学溶液侵蚀条件下砂岩的抗剪强度试验,探讨了砂岩的水化学损伤机制,建立了孔隙度与抗剪强度之间的关系,得到了水化学腐蚀对砂岩的破坏形式、裂纹开度和扩展方向的影响规律。文献[14-20]分别针对花岗岩、灰岩、砂岩、红砂岩、页岩等开展了水化学腐蚀与冻融循环作用下的物理力学试验,分析了岩石在冻融循环和水化学溶液共同作用下岩石的物理力学损伤劣化规律。……

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