本文選題：凍融循環(huán)　切入點：阻尼比　出處：《巖土力學(xué)》2017年09期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：采用不會造成較大附加損傷的近似無損低應(yīng)力水平加、卸載的方法,開展了考慮時間效應(yīng)的凍融循環(huán)作用試驗。在試驗成本受限的情況下大幅度地降低了試驗所需的巖樣數(shù)。較常規(guī)試驗方法,在試驗巖樣數(shù)不變的前提下,無需因巖樣的離散性而進行主觀地篩選數(shù)據(jù),從而使得有效數(shù)據(jù)增多。隨著凍融循環(huán)周期數(shù)增加,巖樣表面孔隙及微裂隙不斷擴大并出現(xiàn)軟化層,裂紋加深,顆粒脫落程度加劇,發(fā)生片落、剝蝕,水分向巖石內(nèi)部遷移,凍融損傷程度由內(nèi)向外逐漸加深,并研發(fā)滴定技術(shù)定量標(biāo)定了這種層進式損傷。進一步分析不同凍融循環(huán)周期數(shù)下巖樣在不同上限應(yīng)力循環(huán)作用下的動力響應(yīng)變化規(guī)律。研究顯示,阻尼比、阻尼系數(shù)及動泊松比均與凍融循環(huán)周期數(shù)呈線性遞增的關(guān)系,動彈性模量與凍融循環(huán)周期數(shù)呈線性遞減的關(guān)系;阻尼比、動泊松比均與幅值應(yīng)力呈線性遞減的關(guān)系,動彈性模量與幅值應(yīng)力呈線性遞增的關(guān)系。給出了阻尼比、動泊松比、阻尼系數(shù)、動彈性模量相互之間的定量關(guān)系,可通過一種參數(shù)的變化規(guī)律,預(yù)測另一種參數(shù)的變化趨勢。在有限的試驗條件、試驗次數(shù)下,可有效地精簡試驗所需檢測的參數(shù)。幅值應(yīng)力越大,加、卸載轉(zhuǎn)換時巖樣彈性變形響應(yīng)越迅速,不可逆變形越小,在同一幅值應(yīng)力的情況下所吸收的能量減少。隨著凍融循環(huán)周期數(shù)的增加,循環(huán)加、卸載前巖樣的斜坡加載段逐漸變長,應(yīng)力-應(yīng)變曲線斜率逐漸變小;循環(huán)加、卸載后,不同加、卸載幅值應(yīng)力下的每個周期中首次達到應(yīng)力上限時巖樣的軸向應(yīng)變與凍融周期數(shù)呈線性關(guān)系,說明在凍融循環(huán)作用下,巖樣孔隙率逐漸變大,密實程度降低,巖樣有逐步軟化的趨勢。當(dāng)幅值應(yīng)力較大時,巖樣的塑性累積量與凍融周期數(shù)呈指數(shù)型關(guān)系加速遞增;當(dāng)幅值應(yīng)力較小時,巖樣的塑性累積量與凍融周期數(shù)呈線性關(guān)系勻速遞增;說明幅值應(yīng)力會帶來顯著的加速劣化效果。
[Abstract]:The method of near lossless low stress level loading and unloading without causing greater additional damage is used. The freeze-thaw cycle test considering time effect is carried out. The number of rock samples required for the test is greatly reduced under the condition of limited test cost. Compared with the conventional test method, when the number of test samples remains unchanged, There is no need to screen the data subjectively because of the dispersion of rock samples, so as to increase the effective data. With the increase of cycles of freeze-thaw cycles, the pores and micro-cracks on the surface of rock samples expand and soften layers appear, and the cracks deepen. The degree of particle shedding intensifies, the debris falls, denudates, the water migrates to the rock, and the degree of freeze-thaw damage deepens gradually from inside to outside. The titration technique was developed to quantitatively calibrate the damage, and the dynamic response of rock samples under different cycles of freezing and thawing cycles under different upper limit stress cycles was further analyzed. Damping coefficient and dynamic Poisson's ratio are linearly increasing with the number of cycles of freeze-thaw cycle, dynamic modulus of elasticity is linearly decreasing with the number of cycles of freeze-thaw cycle, damping ratio and dynamic Poisson's ratio are linearly decreasing with amplitude stress. The relationship between dynamic elastic modulus and amplitude stress is linearly increasing. The quantitative relationship between damping ratio, dynamic Poisson's ratio, damping coefficient and dynamic elastic modulus is given. The change trend of another parameter is forecasted. Under limited test conditions and times of test, the parameters needed for testing can be effectively simplified. The larger the amplitude stress, the faster the elastic deformation response of rock sample during unloading conversion. The smaller the irreversible deformation, the less the energy absorbed under the same amplitude stress. With the increase of the cycle number of freeze-thaw cycle, the loading section of the slope of rock sample before unloading gradually becomes longer and the slope of stress-strain curve becomes smaller. After cyclic loading and unloading, the axial strain of rock sample is linearly related to the number of freezing and thawing cycles when the unloading amplitude stress reaches the stress limit for the first time in each cycle, which indicates that the porosity of rock sample increases gradually under the action of freezing and thawing cycle. When the amplitude stress is large, the plastic accumulation of rock samples increases exponentially with the number of freezing and thawing cycles, while the amplitude stress is small. There is a linear relationship between the plastic accumulation of rock samples and the number of freeze-thaw cycles, which indicates that amplitude stress will bring about significant accelerated deterioration effect.
【作者單位】： 三峽大學(xué)三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害教育部重點試驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(No.51439003,No.51579138,No.51479102) 國家科技支撐計劃項目(No.2015BAB07B08) 成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護國家重點試驗室開放基金項(No.SKLGP2016K023) 2016年三峽大學(xué)研究生科研創(chuàng)新基金項目(No.SDYC2016025)~~
【分類號】：TU45

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本文編號：1644102