【摘要】：由于巖石性質(zhì)的復(fù)雜性和環(huán)境條件的多變性,巖石凍融損傷并不是單一機(jī)制造成的,應(yīng)是各種機(jī)制共同作用的結(jié)果,但往往存在主導(dǎo)性的機(jī)制。首先對(duì)已有凍融損傷理論進(jìn)行系統(tǒng)介紹,分析各自的適用條件。之后探討多孔巖石(以砂巖為例)的孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)凍融損傷機(jī)制的控制性作用,并定義"特征凍融損傷單元"。利用熱力學(xué)原理分析不同的凍結(jié)條件下砂巖內(nèi)部可能發(fā)生的凍融損傷機(jī)制和主導(dǎo)機(jī)制。當(dāng)凍結(jié)速率低時(shí),毛細(xì)管機(jī)制(理論)和結(jié)晶壓機(jī)制(理論)應(yīng)在巖石的凍融損傷中起主導(dǎo)作用,而體積膨脹機(jī)制則受到抑制;當(dāng)凍結(jié)速率高時(shí),體積膨脹機(jī)制和靜水壓機(jī)制應(yīng)在巖石的凍融損傷中起主導(dǎo)作用,而毛細(xì)管機(jī)制和結(jié)晶壓機(jī)制則受到抑制。最后利用砂巖的凍融損傷試驗(yàn)——包括利用環(huán)境掃描電鏡(ESEM)對(duì)砂巖孔隙結(jié)構(gòu)及凍融損傷的微觀觀察和利用應(yīng)變片對(duì)砂巖的凍脹變形過(guò)程的監(jiān)測(cè),對(duì)砂巖的凍融損傷機(jī)制進(jìn)行了驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果與理論分析的結(jié)論相一致。
[Abstract]:Due to the complexity of rock properties and the variability of environmental conditions, rock freeze-thaw damage is not caused by a single mechanism, which should be the result of the interaction of various mechanisms, but there is often a dominant mechanism. Firstly, the existing freeze-thaw damage theory is introduced systematically, and the applicable conditions are analyzed. Then the control effect of pore structure of porous rocks (taking sandstone as an example) on freeze-thaw damage mechanism is discussed, and the "characteristic freeze-thaw damage element" is defined. The mechanism and main mechanism of freeze-thaw damage in sandstone under different freezing conditions are analyzed by thermodynamic principle. When the freezing rate is low, the capillary mechanism (theory) and crystallization pressure mechanism (theory) should play a dominant role in the freeze-thaw damage of rock, while the volume expansion mechanism should be suppressed. When the freezing rate is high, the volume expansion mechanism and hydrostatic pressure mechanism should play a dominant role in the freeze-thaw damage of rock, while the capillary mechanism and crystallization pressure mechanism should be suppressed. Finally, the freeze-thaw damage mechanism of sandstone is verified by using the freeze-thaw damage test of sandstone, including the microscopic observation of pore structure and freeze-thaw damage of sandstone by environmental scanning electron microscope (ESEM) and the monitoring of frost heave deformation process of sandstone by strain gauge. The experimental results are in good agreement with the conclusion of theoretical analysis.
【作者單位】： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院;中國(guó)地質(zhì)大學(xué)教育部長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害研究中心;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(41302232);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41302228)~~
【分類(lèi)號(hào)】：TU45

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2500354