冻融红砂岩物理力学性质损伤演化试验研究

发布时间：2024-02-01 11:13

　　为了探究冻融循环过程对红砂岩试样力学特性的劣化及原因,对饱水红砂岩试样进行冻融循环试验及不同冻融次数下的单轴压缩试验,分析了冻融过程对岩石物理力性质的影响规律。研究表明:红砂岩在冻融过程中出现了裂纹、颗粒脱落、片落3种劣化模式;冻融过程中,在未经强制饱水的情况下,岩石质量增加;随着冻融循环次数的增长,岩石的饱水质量、孔隙率持续增加,岩石的纵波波速、单轴抗压强度、弹性模量持续降低,岩石由脆性破坏向延性破坏转变。通过定义损伤变量,根据应变等价原理建立了冻融损伤模型,该模型的优点是以无损检测方式测得相关岩石参数,可以较准确地预测岩石经过不同冻融次数后的单轴抗压强度。

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【部分图文】：

图1红砂岩试样冻融劣化模式

(3）片落破坏。在冻融作用下，岩石表面微裂纹逐渐萌生、贯通，最终导致试样表面出现片落。2.2冻融岩石的质量变化

图2冻融岩石质量变化

由图2可知，冻融岩石的饱和质量随冻融次数的增长而增加，经过5次冻融后，试样饱和质量增加幅度为0.533%，主要是红砂岩试样在冻胀力的作用下内部裂隙得到扩展，试样经强制饱水后质量增加。5～10次冻融过程中，试样饱和质量增加幅度为0.128%，主要是红砂岩试样在冻胀力的作用下裂隙继续....

图3冻融岩石孔隙率变化

式中，t为冻融循环次数，相关系数R2为0.96428。2.4冻融岩石的波速变化

图4冻融岩石纵波速变化

式中，vp为纵波波速，相关系数R2为0.98923。2.5冻融岩石单轴压缩试验

本文编号：3892018