水-岩作用下砂岩力学特性及微细观结构损伤演化

摘要：

在库水位反复升降作用下,库岸边坡消落带部分岩体处于浸泡-风干循环状态,其力学特性的劣化将直接影响库岸边坡的变形稳定.以三峡库区库岸边坡消落带砂岩为研究对象,设计并进行了考虑浸泡-风干循环和水压力升降变化的水-岩作用试验.结合SEM电镜扫描,分析了水-岩作用对砂岩微细观结构的影响,采用PFC2D离散元软件对水-岩作用下砂岩的劣化过程进行了模拟分析.研究结果发现:(1)水-岩作用下砂岩的力学性能劣化效应明显,弹性模量和单轴抗压强度总体呈现先陡后缓的劣化趋势,其中前6次的浸泡-风干循环作用导致的劣化效应尤为明显.(2)水-岩作用下砂岩的微细观结构变化特征明显,由较致密的孔隙式胶结结构逐渐向不规则的蜂窝状结构发展,宏观上就导致了砂岩变形和强度特性的劣化.(3)由PFC2D离散元模拟分析发现:水-岩作用导致岩石内部颗粒强度和颗粒间黏结强度逐渐劣化,非均匀性增强,荷载作用下的应变局部化特征逐渐明显,整体承载能力逐渐降低,破坏模式由典型的张拉破坏逐渐转变为剪切破坏.

关键词：水-岩作用、浸泡一风干循环、劣化、微细观、应变局部化

所属期刊栏目：40

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51679127,51439003;三峡库区地质灾害教育部重点实验室三峡大学开放研究基金项目2018KDZ04;三峡大学2017级硕士学位论文培优基金项目2019SSPY017

在线出版日期：2019-10-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3447-3456