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《岩石冻融破坏机理分析及冻融力学试验研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第24卷第17期岩石力学与工程学报Vol.24No.172005年9月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringSept.,2005岩石冻融破坏机理分析及冻融力学试验研究徐光苗,刘泉声(中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北武汉430071)摘要:岩石的冻融破坏是寒区岩石工程中常遇到的主要病害之一。深入系统地分析了岩石受冻融循环影响的冻融破坏过程、影响因素,研究了其冻融破坏机理;通过试验研究了2种岩石的冻融破坏过程,发现了岩石的2种基本冻融破坏模式:片落模式和裂纹模式;并通过
2、在室温下(20℃)对2种饱和岩石经历不同冻融循环次数后的单轴压缩试验,得到岩石的单轴压缩强度、弹性模量分别与冻融循环次数的拟合关系表达式,为今后岩石冻融损伤及冻融断裂研究提供了可靠的试验依据。关键词:岩石力学;冻岩力学;冻融循环;单轴压缩;冻融损伤中图分类号:TU452文献标识码:A文章编号:1000–6915(2005)17–3076–07ANALYSISOFMECHANISMOFROCKFAILUREDUETOFREEZE-THAWCYCLINGANDMECHANICALTESTINGSTUDYONFROZEN
3、-THAWEDROCKSXUGuang-miao,LIUQuan-sheng(InstituteofRockandSoilMechanics,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430071,China)Abstract:Therockfailureduetofreeze-thawweatheringisamainengineeringproblemwhichoftenoccursintherockengineeringincoldregions.Theprocessoftherockfai
4、lureduetofreezingandthawingandtheeffectfactorsaresystematicallyanalyzed,alsothemechanismofrockfailureduetofreezingandthawingisstudied.Theprocessoffreezingandthawingfailureoftwotypesofrocksisstudiedbyexperiments;andtwobasicmodesofrockdeteriorationarefound;i.e.,
5、thescalingmodeandfracturingmode.Inadditiontoprovidingreliableexperimentalfoundationforstudyingthedamageandfractureduetofreezingandthawing,theuniaxialcompressiontestsoftwotypesofrockssubjectedtodifferentcyclesoffreezingandthawingwereconductedinroomtemperature(a
6、bout20℃);andthefittingrelationsoftheuniaxialcompressivestrengthandelasticmodulusrespectivelywiththecyclesoffreezingandthawingareformulated.Keywords:rockmechanics;mechanicsoffrozenrock;cycleoffreezingandthawing;uniaxialcompression;damageduetofreezingandthawing土
7、工程活动的增多,已经或将会越来越多地遇到寒1引言区岩石力学问题,被称之为冻岩力学。所谓冻岩力学,就是要研究含裂隙及节理等原生缺陷的岩石,我国寒区面积约占全国国土面积的75%,是世在冻结、融化及冻融循环条件下,其物理力学性质[1]界上寒区面积分布最多的国家之一。随着寒区岩宏观基本变化规律、内部水成冰引起的相变与水热收稿日期:2004–12–16;修回日期:2005–03–21基金项目:国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB12704)作者简介:徐光苗(1978–),男,2001年毕业于长安大学地质工程与
8、测绘学院建筑工程专业,现为博士研究生,主要从事低温下岩体THM耦合及低温岩石损伤方面的研究工作。E-mail:xuguangmiao@163.com。第24卷第17期徐光苗等.岩石冻融破坏机理分析及冻融力学试验研究•3077•迁移特征,以及不同温度历史和不同含水(冰)状态为:当环境温度降低时,岩石内部的孔隙水开始发引起的岩石宏细观损伤演化规律,为寒区岩石工程
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