资源描述：
《低温冻结岩体单裂隙冻胀力与数值计算研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第37卷第9期岩土工程学报Vol.37No.92015年.9月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringSep.2015DOI：10.11779/CJGE201509003低温冻结岩体单裂隙冻胀力与数值计算研究1，2*1131刘泉声，黄诗冰，康永水，潘阳，崔先泽(1.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉430071；2.武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室，湖北武汉430072；3.济南市人防建筑设计研究院有限责任公司，山东济南250014)摘要：寒区岩体工程中含水裂
2、隙随温度降低会发生水冰相变产生冻胀力，内部冻胀力会驱动裂隙发生Ⅰ型扩展，从单裂隙入手，基于弹性力学、渗流力学和相变理论，建立了考虑水分迁移下的冻胀力求解模型，冻胀力不仅随着水分迁移通量的增加而迅速降低，还与岩石基质以及冰体的力学强度参数有关。采用等效热膨胀系数法对低温裂隙中水冰相变下热力耦合应力场进行了模拟分析，并与理论模型计算结果进行对比，结果表明冻胀力解析解与数值解吻合较好；结合断裂力学，利用应力外推法得出了裂隙尖端应力强度因子的数值解，与理论解析解及半解析解也具有较好的一致性，最后通过实例验证了等效热膨胀系数法的可靠性，可为研
3、究低温裂隙岩体冻融损伤与裂隙扩展研究提供参考。关键词：裂隙岩体；冻胀力；水分迁移；热力耦合；应力强度因子中图分类号：TU43文献标识码：A文章编号：1000–4548(2015)09–1572–09作者简介：刘泉声(1962–)，男，博士，1983年毕业于山东矿业学院矿山建设专业，现任研究员、博士生导师，主要从事岩土工程方面的教学与研究工作。E-mail:liuqs@whrsm.ac.cn。Numericalandtheoreticalstudiesonfrostheavingpressureinasinglefractureoff
4、rozenrockmassunderlowtemperature1,21131LIUQuan-sheng,HUANGShi-bing,KANGYong-shui,PANYang,CUIXian-ze(1.StateKeyLaboratoryofGeomechanicsandGeotechnicalEngineering,InstituteofRockandSoilMechanics,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430071,China;2.KeyLaboratoryofRockMechanicsinH
5、ydraulicStructuralEngineeringofMinistryofEducation,WuhanUniversity,Wuhan430072,China;3.JinanAirDefenceArchitecturalDesignandResearchInstituteCo.,Ltd.,Jinan250014,China)Abstract:Thefrostheavingpressureisinducedbywater-icephasetransitioninwater-bearingcrackforrockmassatl
6、owtemperature,whichmaycausemodeⅠcrackpropagation.Basedontheelasticmechanics,seepagemechanicsandphasetransitiontheory,ananalyticalmodelforfrostheavingpressureinasinglefractureisestablishedconsideringmoisturemigration.Thispressurenotonlyreducesrapidlywiththeincreaseofmoi
7、sturemigrationflux,butalsochangeswiththemechanicalparametersofrockandice.Thecrack-tipstressfieldsundercoupledthermal-mechanicalconditionaresimulatedbythemethodofequivalentcoefficientofthermalexpansionconsideringwater-icephasetransitionincrackunderlowtemperature.Thenume
8、ricalsolutionsoffrostheavingpressureandcrack-tipstressesarecomparedwiththecalculatedvaluesfromtheoreticalmodel.Theres
