為了探究凍融循環(huán)過程對紅砂巖試樣力學特性的劣化及原因,對飽水紅砂巖試樣進行凍融循環(huán)試驗及不同凍融次數下的單軸壓縮試驗,分析了凍融過程對巖石物理力性質的影響規(guī)律。研究表明:紅砂巖在凍融過程中出現了裂紋、顆粒脫落、片落3種劣化模式;凍融過程中,在未經強制飽水的情況下,巖石質量增加;隨著凍融循環(huán)次數的增長,巖石的飽水質量、孔隙率持續(xù)增加,巖石的縱波波速、單軸抗壓強度、彈性模量持續(xù)降低,巖石由脆性破壞向延性破壞轉變。通過定義損傷變量,根據應變等價原理建立了凍融損傷模型,該模型的優(yōu)點是以無損檢測方式測得相關巖石參數,可以較準確地預測巖石經過不同凍融次數后的單軸抗壓強度。

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圖1紅砂巖試樣凍融劣化模式

(3）片落破壞。在凍融作用下，巖石表面微裂紋逐漸萌生、貫通，最終導致試樣表面出現片落。2.2凍融巖石的質量變化

圖2凍融巖石質量變化

由圖2可知，凍融巖石的飽和質量隨凍融次數的增長而增加，經過5次凍融后，試樣飽和質量增加幅度為0.533%，主要是紅砂巖試樣在凍脹力的作用下內部裂隙得到擴展，試樣經強制飽水后質量增加。5～10次凍融過程中，試樣飽和質量增加幅度為0.128%，主要是紅砂巖試樣在凍脹力的作用下裂隙繼續(xù)....

圖3凍融巖石孔隙率變化

式中，t為凍融循環(huán)次數，相關系數R2為0.96428。2.4凍融巖石的波速變化

圖4凍融巖石縱波速變化

式中，vp為縱波波速，相關系數R2為0.98923。2.5凍融巖石單軸壓縮試驗

本文編號：3892018