岩石冻融荷载耦合试验及物理力学特性研究.pdf

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1、第65卷第5期有色金属(矿山部分)2013年9月doi：10．3969／J．issn．1671—4172．2013．05．012岩石冻融荷载耦合试验及物理力学特性研究刘畅，徐必根，唐绍辉(长沙矿山研究院有限责任公司金属矿山安全技术国家重点实验室，长沙410012)摘要：以寒区工程建设为需要，选取两种岩石分别在自然状态和冻融状态下进行物理力学试验，得到块体密度、抗压强度、抗拉强度、弹性模量等基本物理力学参数，获取不同状态下的典型岩石应力一应变曲线。对两组试验结果进行对比分析，结果表明，冻融状态下岩石强度减弱，承载能力下降是多重因素作用叠加的结果；冻融损伤程度与岩石接触面的距离有关；受冻融

2、损伤影响，岩石弹性性能下降，弹性模量减小，冻融损伤劣化具有不可逆性；冻融岩石内部损伤引起岩石直径收缩过程中，泊松比不断减小，甚至可能出现负值。关键词：冻融损伤；力学试验；岩石强度；力学特性；泊松比中图分类号：TD315文献标志码：A文章编号：1671-4172(2013)050048—06Studyonphysicalandmechanicalcharacteristicsofrocksduringfreeze-thawandloadcouplingtestLIUChang，XUBigen，TANGShaohui(StateKeyLaboratoryofSafetyTechnology

3、ofMetatMines，ChangshaInstituteofMiningResearchCo．，Ltd．，Changsha410012，China)Abstract：Inordertoadaptthedevelopmentofconstructionincoldregions，tWOtypesofrocksselectedfromcoldareaaretestedundertheconditionsoffreeze—thawandnaturestaterespectively．Thenthetypicalstress—staincurveandessentialparameters

4、ofrocksarepresentedsuchasdensity，compressivestrength，tensilestrength，mod—uluselasticity，etc．ComparingwithtWOgroupsofexperiments，analysisoftestresultshowsthatintensityattenua—tionoffrozen-thawedrocksandthelowbearingcapacityaretheeffectofvariousfactors．TheextentofdamageinrocksisrelatedtOthedistanc

5、ebetweenrockinterfaceanddamagelocation．Further，asaresultoffreeze—thaw，elas—ticpropertiesareweakenedandtherock—degradationanddeteriorationareirreversible．Finally，thecontractionofdi—ameterduetOthedegradationisfounded，whichimpactsthereductionofPoisson’Sratio，evenendswithanegativevalue．Keywords：dama

6、geduetOfreeze-thaw；mechanicaltest；strengthofrock；mechanicalcharacteristic；Poisson’sratio在不同的气温环境下，岩石的物理力学特性存明显的区别，国内学者对其损伤劣化机理做了很多在差异。我国寒区气候条件恶劣，常年气温偏低且分析与研究。文献[2]分析指出，在岩石冻融次数增昼夜温差大，循环冻融使岩石性能劣化，强度降低。加的情况下，其声发射次数也呈增加趋势。文献[3]寒区的工程建设均在不同程度上面临岩土冻融问研究了不同水化条件下岩石冻融的损伤模式，得出题L】]，各类工程建设和维护难度加大，甚至可能引发了酸性冻融

7、岩石的损伤劣化较纯水冻融更为明显的更为严重的灾害事故。因此，为适应寒区基础工程结论。文献[4]变换了岩石冻结温度，并以此为基础建设的需要，有必要开展冻融条件下的岩石力学性进行了冻融CT扫描实验。文献[5]探讨了冻融破能研究。坏机理，发现两种基本的冻融损伤模式。文献[6]根岩石在冻融条件下的力学显现与常规实验有着据孔隙介质冻结理论，建立相关力学模型，分析冻融循环节理岩体锚固性能退化机理和模式。利用现有基金项目：湖南省科技重大专项(2011FJ10