水分与冻融环境下岩石动态拉伸试验及细观分析

摘要：

利用直径为100 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置与电液伺服压力试验机,进行不同含水率及冻融环境下砂岩试件的动静态劈裂抗拉试验,而后对试件破坏断口进行电镜扫描观察(SEM),立足于细观尺度分析断口形貌特征,并对断口裂隙网络进行量化处理.试验结果表明:饱水、冻融循环处理均会削弱岩样的静动态拉伸强度,其中动态拉伸强度表现出显著的应变率增强效应;基于动态拉伸强度定义软化系数与抗冻系数,该软化系数随应变率的增长近似指数下降,而抗冻系数随应变率的增长近似指数上升;红砂岩破坏断口细观形貌特征主要有3类,分别对应不同的宏观力学性质.以裂隙网络的面积作为损伤变量,探究动态劈拉破坏中的水-应变率效应、冻融-应变率效应对岩石内部损伤扩展的影响,并基于此分析了不同状态下红砂岩的动态劈裂破坏机理,对寒区岩体工程的建设、后期维护具有一定指导意义.

关键词：岩石力学、水岩相互作用、冻融、拉伸特性、细观结构、损伤量化

所属期刊栏目：36

分类号：TU45(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51378497

在线出版日期：2018-01-08（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：6-11,36