浸泡作用下砂岩断裂力学特性及劣化机理

摘要：

岩石的断裂韧度对于定量评价工程的安全及稳定具有重要意义,而岩石的破坏常常有水参与,在库水长期浸泡作用下,岩石的断裂力学特性将如何变化值得深入研究.基于此,以库岸边坡典型砂岩为研究对象,设计了长期浸泡试验,并基于断裂韧度、变形破坏特征和微观结构变化进行综合分析.试验结果表明:(1)浸泡作用下,砂岩的断裂韧度具有明显的劣化趋势,而且劣化幅度有一个先增大后减小的趋势,浸泡5～6月后,劣化趋势逐渐减缓;(2)砂岩三点弯曲试验的P-CMOD关系曲线可以比较明显地分成3个阶段:弹性阶段、屈服阶段、裂纹开展及破坏阶段,随着浸泡时间的增长,弹性阶段逐渐变短,屈服阶段逐渐变长,裂纹开展阶段曲线下降趋势逐渐变缓,而且达到开裂峰值荷载对应的切口张开位移逐渐增大,砂岩有逐渐“变软”趋势,脆性逐渐减弱,塑性逐渐增强;(3)浸泡作用导致的润滑、软化和砂岩内部微观结构的变化,特别是微观裂纹、裂隙的发展是导致砂岩断裂韧度及其他力学参数劣化的根本原因.研究成果对于把握库水长期浸泡作用下砂岩断裂力学特性具有比较重要的参考价值.

关键词：长期浸泡、水-岩作用、三点弯曲、断裂韧度、工程地质

所属期刊栏目：39

分类号：TU443(土力学、地基基础工程)

资助基金：“973”计划前期研究专项课题2012CB426502;国家自然科学基金资助项目51309141;湖北省自然科学基金资助项目2012FFB03805;三峡大学土木与建筑学院优秀硕士学位论文培育项目资助PY201314

在线出版日期：2014-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：108-114