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冻融循环对绿砂岩动态抗压性能影响的试验研究

2023-08-21贾蓬毛松泽卢佳亮钱一锦王琦伟

北京理工大学学报 2023年8期

贾蓬,毛松泽,卢佳亮,钱一锦,王琦伟

(东北大学 资源与土木工程学院,辽宁,沈阳 110819)

在寒冷地区,冻融循环是影响岩体稳定和岩体 工程设计施工的重要因素.岩体中的水分会因昼夜和季节温度变化发生水冰相变反复产生冻胀力[1],长时间、多周期的冻融循环过程使得组成岩石的矿物颗粒也会因热膨胀系数不同而发生不协调变形[2],导致岩石内部孔隙和裂隙增大,使岩石产生不可逆损伤[3].随着寒区矿产资源的开采、隧道工程的建设,冻融岩体不可避免要承受各种冲击荷载[4−6],如2013年,中国西藏甲玛矿山边坡由于冻融循环和爆破开采而产生劣化失稳,导致超过200 万立方的岩石坍塌,造成大量人员伤亡和严重的财产损失[7].因此,研究岩石在冻融循环后的动态力学性能对于寒区岩土工程建设具有重要工程意义.

近年来,许多学者研究了冻融循环岩石的物理性质和静态力学性能,认为饱和吸水率、孔隙率、纵波波速、质量、点荷强度、单轴抗压强度、巴西劈裂强度等[8−11]指标随冻融循环次数增加发生不同程度变化,并根据纵波波速、孔隙率、弹性模量、单轴抗压强度等建立冻融损伤因子来描述岩石的损伤程度.刘杰等[10]定义了冻融弹性模量劣化因子,进而建立了层进式损伤弹性模量预测公式;LIU 等[12]同时考虑纵波波速和孔隙率建立了砂岩的综合冻融损伤因子;MENG 等[13]根据冻融前后砂岩大、中、小孔隙所占比重不同,构建了新的冻融损伤因子.然而,除……

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