短周期多频次冻融作用下红砂岩动静力学特性及其微观损伤机理研究
发布时间：2021-07-09 13:07
近年来随着全球变暖的加剧,高寒地区每年正负温交替次数增多,岩体的冻融环境也在逐渐发生变化。在此情况下,研究不同冻融条件下岩体的物理力学性能显得尤为重要。本文以红砂岩为研究对象,对其进行了短周期冻融循环试验、常规冻融循环试验,对经历不同冻融方式后的红砂岩进行比表面积及孔径分析试验、动静力学下的单轴压缩试验,分析了不同冻融方式下红砂岩物理微观特性以及动静力学特性,通过分析单轴压缩过程中红砂岩的能量特征,深入研究了不同冻融方式对岩体劣化损伤,最后通过PFC离散元软件模拟了单轴压缩下红砂岩力学性能的变化规律。得到以下结论:（1）短周期多频次冻融下（0150次）红砂岩表观未见明显变化,但其质量损失率随冻融次数的增大先减小（060次）后增大（60150次）;常规冻融下,红砂岩20次时表观呈现掉渣现象,且随着冻融循环次数的增加,其表面呈现剥落现象,质量损失率表现为先减小（020次）后增大（2060次）。（2）短周期多频次冻融作用下,红砂岩比表面积60次前呈平滑式增大,60次后呈台阶状增大;常...
【文章来源】：河北建筑工程学院河北省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
青海省各地区正负温交替天数统计
河北建筑工程学院硕士学位论文-2-近年来，随着全球变暖的不断加剧，高原地区每年正负温交替次数逐渐增多（如图1-1），从而导致高寒地区每年冻融次数逐渐增加，因此，研究短周期多频次冻融循环对岩体造成的损伤已经成为不可避免的研究课题，此外，除了冻融作用，在寒区各类岩土工程活动进行过程中，还会不可避免的会受到爆破、车辆荷载、自然地震等各种动荷载扰动（如图1-2）。（a）山区爆破（b）自然地震图1-2岩土工程中的各类动荷载Fig.1-2Variousdynamicloadsingeotechnicalengineering（图片来源于互联网）以往，国内外学者主要针对常规冻融后岩石的力学特性的展开研究，取得了许多非常有意义的研究成果。然而针对短周期多频次冻融循环后岩石的静力学特性与动态力学特性，以及其与常规冻融相比有什么区别等等一系列的问题，都是近年来高寒地区岩土工程建设中亟待解决的技术问题，也是工程技术人员必须予以重视的实际问题。1.2国内外研究现状1.2.1冻融条件下岩石物理力学性质研究概述阎锡东等[1]主要对冻融循环后岩石弹性模量进行分析，发现岩体在冻融循环条件下的弹性模量随冻融次数的增加呈非线性减校罗长明等[2]研究了大理岩冻融循环后单轴压缩破坏特性及规律，结果表明，随冻融次数的增加和冻融温度的降低，峰值强度逐渐降低。苏伟、田彦哲、闻磊、郎林智等[3-6]分别对不同类别岩石进行单轴压缩试验，结果表明，随着冻融次数的增加，峰值强度表现出逐渐降低趋势，但不同种类岩石降低幅度不同，致密岩石对低温环境损伤抵抗性较好。杨振坤等[7]对不同初始损伤程度的白砂岩进行冻融循环试验，发现随着初始损伤和冻融循环次数的增加，试样峰值应力逐渐降低。路亚妮等[8-10]对预制裂隙岩石
技术路线图
【参考文献】：
期刊论文
[1]华山花岗岩力学特性及能量演化规律研究[J]. 姚吉康,王志亮. 水利水运工程学报. 2018(03)
[2]层状复合岩体损伤演化规律及分形特征[J]. 腾俊洋,唐建新,王进博,张宇宁. 岩石力学与工程学报. 2018(S1)
[3]冻融作用对凝灰质砂岩宏微观特性影响研究[J]. 田学军,刘培君,张文勇,朱仕望. 中国水运(下半月). 2018(01)
[4]冻融循环作用下砂岩力学特性与电镜扫描试验研究[J]. 方若进,朱珍德,色麦尔江·麦麦提玉苏普,曹松华. 河北工程大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]冻融环境下岩体损伤力学特性多尺度研究及进展[J]. 杨更社,申艳军,贾海梁,魏尧,张慧梅,刘慧. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[6]水分与冻融环境下岩石动态拉伸试验及细观分析[J]. 闻名,许金余,王鹏,刘石,方新宇,刘少赫. 振动与冲击. 2017(20)
[7]冻融红砂岩的SHPB试验研究及细观分析[J]. 刘少赫,许金余,王鹏,刘石. 振动与冲击. 2017(20)
[8]基于FLAC3D的含相变三场耦合简化算法[J]. 李国锋,李宁,刘乃飞,朱才辉. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[9]页岩循环冻融试验研究[J]. 朱志勇. 公路与汽运. 2017(05)
[10]考虑冻融效应的岩石损伤统计强度准则研究[J]. 张慧梅,彭川,杨更社,叶万军,申艳军,刘慧. 中国矿业大学学报. 2017(05)
硕士论文
[1]氯盐渗透扩散耦合作用下混凝土的损伤效应研究[D]. 王永佳.河北建筑工程学院 2019
[2]低温含水砂岩动态压缩力学性能试验研究[D]. 张欢.安徽理工大学 2018
本文编号：3273807
【文章来源】：河北建筑工程学院河北省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
青海省各地区正负温交替天数统计
河北建筑工程学院硕士学位论文-2-近年来，随着全球变暖的不断加剧，高原地区每年正负温交替次数逐渐增多（如图1-1），从而导致高寒地区每年冻融次数逐渐增加，因此，研究短周期多频次冻融循环对岩体造成的损伤已经成为不可避免的研究课题，此外，除了冻融作用，在寒区各类岩土工程活动进行过程中，还会不可避免的会受到爆破、车辆荷载、自然地震等各种动荷载扰动（如图1-2）。（a）山区爆破（b）自然地震图1-2岩土工程中的各类动荷载Fig.1-2Variousdynamicloadsingeotechnicalengineering（图片来源于互联网）以往，国内外学者主要针对常规冻融后岩石的力学特性的展开研究，取得了许多非常有意义的研究成果。然而针对短周期多频次冻融循环后岩石的静力学特性与动态力学特性，以及其与常规冻融相比有什么区别等等一系列的问题，都是近年来高寒地区岩土工程建设中亟待解决的技术问题，也是工程技术人员必须予以重视的实际问题。1.2国内外研究现状1.2.1冻融条件下岩石物理力学性质研究概述阎锡东等[1]主要对冻融循环后岩石弹性模量进行分析，发现岩体在冻融循环条件下的弹性模量随冻融次数的增加呈非线性减校罗长明等[2]研究了大理岩冻融循环后单轴压缩破坏特性及规律，结果表明，随冻融次数的增加和冻融温度的降低，峰值强度逐渐降低。苏伟、田彦哲、闻磊、郎林智等[3-6]分别对不同类别岩石进行单轴压缩试验，结果表明，随着冻融次数的增加，峰值强度表现出逐渐降低趋势，但不同种类岩石降低幅度不同，致密岩石对低温环境损伤抵抗性较好。杨振坤等[7]对不同初始损伤程度的白砂岩进行冻融循环试验，发现随着初始损伤和冻融循环次数的增加，试样峰值应力逐渐降低。路亚妮等[8-10]对预制裂隙岩石
技术路线图
【参考文献】：
期刊论文
[1]华山花岗岩力学特性及能量演化规律研究[J]. 姚吉康,王志亮. 水利水运工程学报. 2018(03)
[2]层状复合岩体损伤演化规律及分形特征[J]. 腾俊洋,唐建新,王进博,张宇宁. 岩石力学与工程学报. 2018(S1)
[3]冻融作用对凝灰质砂岩宏微观特性影响研究[J]. 田学军,刘培君,张文勇,朱仕望. 中国水运(下半月). 2018(01)
[4]冻融循环作用下砂岩力学特性与电镜扫描试验研究[J]. 方若进,朱珍德,色麦尔江·麦麦提玉苏普,曹松华. 河北工程大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]冻融环境下岩体损伤力学特性多尺度研究及进展[J]. 杨更社,申艳军,贾海梁,魏尧,张慧梅,刘慧. 岩石力学与工程学报. 2018(03)
[6]水分与冻融环境下岩石动态拉伸试验及细观分析[J]. 闻名,许金余,王鹏,刘石,方新宇,刘少赫. 振动与冲击. 2017(20)
[7]冻融红砂岩的SHPB试验研究及细观分析[J]. 刘少赫,许金余,王鹏,刘石. 振动与冲击. 2017(20)
[8]基于FLAC3D的含相变三场耦合简化算法[J]. 李国锋,李宁,刘乃飞,朱才辉. 岩石力学与工程学报. 2017(S2)
[9]页岩循环冻融试验研究[J]. 朱志勇. 公路与汽运. 2017(05)
[10]考虑冻融效应的岩石损伤统计强度准则研究[J]. 张慧梅,彭川,杨更社,叶万军,申艳军,刘慧. 中国矿业大学学报. 2017(05)
硕士论文
[1]氯盐渗透扩散耦合作用下混凝土的损伤效应研究[D]. 王永佳.河北建筑工程学院 2019
[2]低温含水砂岩动态压缩力学性能试验研究[D]. 张欢.安徽理工大学 2018
本文编号：3273807
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