【目的】为探究寒区冻融损伤与开挖卸荷损伤对岩体力学特性的影响,【方法】对砂岩开展了考虑卸荷与冻融损伤两个损伤因素以不同作用顺序下的室内力学试验,分析砂岩力学特性及能量演化规律。【结果】结果显示:岩样单轴抗压强度与弹性模量均在“卸荷-冻融”条件劣化最大,破裂形态随循环次数增大由剪切破坏逐渐向拉剪复合破坏演化且主破坏面及张拉裂纹易沿宏观冻融裂纹发展;损伤劣化使岩样耗散能及其占比增大,储能极限减小。【结论】结果表明:岩样冻融时的初始孔隙状态对劣化程度有较大影响,前期冻融损伤对卸荷损伤的反馈程度要低于前期卸荷损伤对冻融损伤的反馈程度;卸荷与冻融对岩样的损伤机制对岩样破坏形态、耗散能占比及弹性能储存释放有直接影响。
【目的】为探究寒区冻融损伤与开挖卸荷损伤对岩体力学特性的影响,【方法】对砂岩开展了考虑卸荷与冻融损伤两个损伤因素以不同作用顺序下的室内力学试验,分析砂岩力学特性及能量演化规律。【结果】结果显示:岩样单轴抗压强度与弹性模量均在“卸荷-冻融”条件劣化最大,破裂形态随循环次数增大由剪切破坏逐渐向拉剪复合破坏演化且主破坏面及张拉裂纹易沿宏观冻融裂纹发展;损伤劣化使岩样耗散能及其占比增大,储能极限减小。【结论】结果表明:岩样冻融时的初始孔隙状态对劣化程度有较大影响,前期冻融损伤对卸荷损伤的反馈程度要低于前期卸荷损伤对冻融损伤的反馈程度;卸荷与冻融对岩样的损伤机制对岩样破坏形态、耗散能占比及弹性能储存释放有直接影响。
高海拔寒冷地区具有海拔高、气温低、昼夜温差大等特点,严重威胁混凝土结构安全和正常使用年限。因此,提高混凝土结构的抗冻耐久性、保证结构安全和可靠性是研究高海拔寒冷地区混凝土抗冻耐久性能、施工技术以及评价方法的关键。综合分析了水胶比、外加剂、掺合料对高海拔寒冷地区混凝土宏观力学的影响,混凝土内部微观结构测试方法取得的成就和存在的不足,混凝土微观结构与宏观力学之间的关系,以及高海拔寒冷地区混凝土冻融损伤模型以及数值模拟的研究进展。通过上述分析和总结,以期进一步完善高海拔寒冷地区混凝土抗冻耐久性的理论体系、试验和评估方法,为高海拔寒冷地区混凝土的理论研究和工程应用提供理论基础。
高海拔寒冷地区具有海拔高、气温低、昼夜温差大等特点,严重威胁混凝土结构安全和正常使用年限。因此,提高混凝土结构的抗冻耐久性、保证结构安全和可靠性是研究高海拔寒冷地区混凝土抗冻耐久性能、施工技术以及评价方法的关键。综合分析了水胶比、外加剂、掺合料对高海拔寒冷地区混凝土宏观力学的影响,混凝土内部微观结构测试方法取得的成就和存在的不足,混凝土微观结构与宏观力学之间的关系,以及高海拔寒冷地区混凝土冻融损伤模型以及数值模拟的研究进展。通过上述分析和总结,以期进一步完善高海拔寒冷地区混凝土抗冻耐久性的理论体系、试验和评估方法,为高海拔寒冷地区混凝土的理论研究和工程应用提供理论基础。
利用青海省40次冻融循环实验资料,研究高寒地区公路块石路基冻融损伤特性。结果表明:融循环作用下花岗岩的质量和波速整体上呈现递减趋势,此外花岗岩的单轴抗压强度和弹性模量均不断降低,块石路基的稳定性和耐久性受到影响。旨在为高寒地区公路工程的路基建设提供相应的数据参考。
利用青海省40次冻融循环实验资料,研究高寒地区公路块石路基冻融损伤特性。结果表明:融循环作用下花岗岩的质量和波速整体上呈现递减趋势,此外花岗岩的单轴抗压强度和弹性模量均不断降低,块石路基的稳定性和耐久性受到影响。旨在为高寒地区公路工程的路基建设提供相应的数据参考。
为研究寒区隧道围岩冻融循环损伤扩展特征,通过循环冻融试验,对隧道围岩在不同供水条件下的冻融破坏、不同围压下的冻融损伤以及单轴压缩下的应力-应变关系进行了分析,研究结果表明:冻融作用促使新的裂纹生长和固有裂纹扩展,封闭条件下的冻融作用对岩石侧面区域损伤扩展的影响大于中心区域,当岩石试样在冻融循环中获得充足水分时,围岩的损伤将更严重;在卸载阶段,区域密度随着循环次数的增加而缓慢降低,同时冻融循环中的水分运移加速了围岩破坏;在冻融循环下,冻融作用使岩石强度大幅度降低,塑性增强。
为研究寒区隧道围岩冻融循环损伤扩展特征,通过循环冻融试验,对隧道围岩在不同供水条件下的冻融破坏、不同围压下的冻融损伤以及单轴压缩下的应力-应变关系进行了分析,研究结果表明:冻融作用促使新的裂纹生长和固有裂纹扩展,封闭条件下的冻融作用对岩石侧面区域损伤扩展的影响大于中心区域,当岩石试样在冻融循环中获得充足水分时,围岩的损伤将更严重;在卸载阶段,区域密度随着循环次数的增加而缓慢降低,同时冻融循环中的水分运移加速了围岩破坏;在冻融循环下,冻融作用使岩石强度大幅度降低,塑性增强。
为研究冻融作用对不同倾角层状岩质边坡稳定性的影响,以西藏墨竹工卡县高寒地区某露天矿山为研究对象,利用极限平衡法,通过岩土工程仿真分析软件GEO-Studio计算获得边坡的稳定安全系数,对冻融前后不同倾角层状岩质边坡的安全系数进行对比分析,研究了冻融和倾角对层状岩质边坡稳定性的影响。结果表明:(1)随着设计边坡角度逐步增加,冻融前后的边坡安全系数逐渐降低,冻融前下降幅度16.2%~32.6%,冻融后下降幅度15.2%~28.2%;(2)冻融作用后,边坡岩体黏聚力及内摩擦角有所下降,冻融后边坡整体安全系数较冻融前下降0.86%~3.32%,冻融对边坡整体稳定性有一定的影响。本研究成果对冻土地区边坡的损坏及防控具有一定的指导及参考价值。
为研究冻融作用对不同倾角层状岩质边坡稳定性的影响,以西藏墨竹工卡县高寒地区某露天矿山为研究对象,利用极限平衡法,通过岩土工程仿真分析软件GEO-Studio计算获得边坡的稳定安全系数,对冻融前后不同倾角层状岩质边坡的安全系数进行对比分析,研究了冻融和倾角对层状岩质边坡稳定性的影响。结果表明:(1)随着设计边坡角度逐步增加,冻融前后的边坡安全系数逐渐降低,冻融前下降幅度16.2%~32.6%,冻融后下降幅度15.2%~28.2%;(2)冻融作用后,边坡岩体黏聚力及内摩擦角有所下降,冻融后边坡整体安全系数较冻融前下降0.86%~3.32%,冻融对边坡整体稳定性有一定的影响。本研究成果对冻土地区边坡的损坏及防控具有一定的指导及参考价值。