低温冻结岩体单裂隙冻胀力与数值计算研究

摘要：

寒区岩体工程中含水裂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

所属期刊栏目：37

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金重点项目41130742;国家自然科学基金青年基金项目41302237

在线出版日期：2015-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1572-1580