冻融裂隙岩坡损伤特性及本构模型研究

摘要

为研究寒区沟渠边坡冻融损伤规律，通过室内试验，对N型裂隙岩样进行1次、3次、5次、7次、9次和11次冻融循环试验，进行单轴压缩试验并记录声发射信号，分析其强度特征、声发射特征与破坏特征，建立了宏细观耦合作用下损伤本构模型并进行验证。研究发现经历冻融作用后，岩样单轴抗压强度、损伤强度、起裂强度、弹性模量明显降低，累计振铃计数率增加，破坏时裂纹扩展更为复杂。采用经典损伤理论定义宏观损伤变量，对开放型孔隙率之差进行修正得到冻融损伤变量。考虑初始裂隙孔隙压密造成的负损伤，采用Weibull函数对岩样损伤定量分析，建立荷载作用下细观损伤变量计算模型。基于应变等效理论，建立了宏细观总损伤模型，将理论值与试验值进行对比，证明了损伤模型的有效性。

关键词

冻融循环 / N型裂隙 / 单轴压缩 / 声发射 / 本构模型