水化-冻融耦合作用下大理岩蠕变长期强度

摘要

为合理确定大理岩在水化-冻融耦合作用下的蠕变长期强度σ_s,以鄂西北地区某露天边坡为研究背景，以酸、中、碱三种溶液环境和不同冻融循环次数为试验控制因素，首先开展了大理岩单轴压缩试验和单轴压缩蠕变试验，然后采用过渡蠕变法、等时应力-应变曲线簇法、稳态蠕变速率-应力关系法、强度-破坏时间关系法求取了大理石长期强度，最后提出了两种新方法——基于应力-应变曲线的长期强度预测方法和改进的稳态蠕变速率-应力关系法，并对各方法进行了对比。结果表明：1)在同一冻融循环次数下，酸性环境下的瞬时强度和长期强度均最小，碱性次之，中性最大。2)采用过渡蠕变法、等时应力-应变曲线簇法、稳态蠕变速率-应力关系法、基于应力-应变曲线的长期强度预测方法、改进的稳态蠕变速率-应力关系法得到研究区大理岩在不同溶液环境和冻融循环次数下的长期强度平均值分别为46.70、41.21、39.74、43.92、43.67 MPa。3)本文提出的基于应力-应变曲线的长期强度预测方法无需开展耗时较长的蠕变试验，仅通过压缩试验确定的应力-应变曲线便可快速预测岩石长期强度；改进的稳态蠕变速率-应力关系法相比传统方法，杜绝了取拐点方式的较强主观性。

关键词

水化-冻融 / 大理岩 / 蠕变 / 长期强度 / 瞬时强度 / 单轴压缩试验 / 单轴压缩蠕变试验

基金资助

国家自然科学基金项目(51704139); 中国科协青年托举工程项目(2023QNRC001); 辽宁省教育厅基本科研项目(青年项目)(JYTQN2023212)); 辽宁省经济社会发展研究课题(2024lslqnrckt-017,2024lslybwzzkt-002)