冻融循环作用下砂岩变形破坏规律实验研究

发布时间：2023-10-21 10:03

　　云冈石窟砂岩风化问题由来已久,冻融循环作用是石窟砂岩风化的重要影响因素,研究冻融循环条件下砂岩的变形破坏规律对云冈石窟防风化治理具有重要意义。本文在总结前人研究的基础上,研究冻融循环条件下不同含水状态含层理砂岩冻融变形破坏规律,对不同含水状态含层理及完整砂岩展开冻融循环实验,具体研究工作为:对饱水、自然含水、干燥三种含水状态下含层理、完整砂岩分别进行冻融循环试验,测定了各状态砂岩的宏观物理力学参数随冻融循环周期的变化规律。随着冻融循环周期的增大,纵波波速、质量、抗压强度、抗拉强度和弹性模量逐渐降低。水分和层理均削弱了岩样抗冻融能力。在冻融循环过程中实时测定6种状态岩样的应变变化过程。结果显示:含水岩样变形主要包括温度效应造成的热胀冷缩变形和水分结冰膨胀造成的冻胀变形。热胀冷缩变形受岩样自身颗粒成分和颗粒组成非均匀程度影响,所以含层理岩样比完整岩样热胀冷缩变形大,而含水率越高冻胀变形越大。对不同冻融周期后岩样进行微细观形貌观测。随冻融周期增加,微观尺度下胶结物出现松散,致密度降低,同时伴随着裂隙的萌生和发育。裂隙产生位置主要包括胶结物-颗粒连接处、颗粒-颗粒交界处。细观尺度下,饱水含层理...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 云冈石窟冻融风化研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 存在的问题
    1.4 研究内容及技术路线
2 不同含水状态砂岩冻融循环实验方案
    2.1 实验设备
    2.2 岩样选取及试件制备
    2.3 砂岩冻融实验方案
3 冻融循环条件下砂岩物理力学性质研究
    3.1 冻融循环条件下含层理砂岩物理性质变化规律
    3.2 单轴压缩力学性质变化规律
    3.3 不同冻融周期砂岩抗拉力学特性变化规律
    3.4 本章小结
4 冻融循环过程中砂岩宏观变形破坏特征研究
    4.1 不同状态砂岩冻融循环条件下变形过程分析
    4.2 不同冻融周期砂岩应变变化规律分析
    4.3 基于冻融过程中应变变化规律的损伤分析
    4.4 本章小结
5 砂岩冻融细微观变形破坏研究
    5.1 砂岩微观结构变化规律分析
    5.2 砂岩表面细观结构变化规律分析
    5.3 本章小结
6 冻融循环条件下砂岩变形破坏规律研究
    6.1 热胀冷缩效应造成岩样结构变形的机理分析
    6.2 考虑非均质性的冻胀破坏机理分析
    6.3 含水砂岩冻胀破坏规律分析
    6.4 本章小结
7 结论、创新点及展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3855619