饱和砂岩冻融循环损伤演化特性

摘要

为揭示寒区岩体工程中岩石在冻融循环作用下变形损伤机制，通过室内冻融循环试验、低场核磁共振试验以及声发射监测试验对饱和砂岩孔隙度变化和宏观强度力学特性进行了分析，建立了饱和岩石冻融循环温度-渗流-应力-损伤耦合模型并进行了验证，开展了饱和砂岩在不同冻融循环次数下孔隙度变化及损伤演化数值模拟.研究结果表明：随着冻融次数增加，砂岩孔隙度增长速率变快，单轴抗压强度降低，且下降速率逐渐加快.孔隙尺寸与数量的变化引起岩石中砂岩强度降低.冻融受载荷作用下砂岩损伤是冻融损伤和载荷损伤共同作用的结果，且随着应变增加，砂岩的损伤变量最终趋于1.研究结果可为寒区岩石力学特性研究提供了理论参考和试验依据.

关键词

冻融循环 / 核磁共振 / 孔隙度 / 损伤演化 / 耦合模型