在新疆大范围寒区矿产资源开发中，边坡矿岩冻融灾害问题突出。为研究寒区边坡冻融岩石细观结构的演化特征，开展了0～120次循环冻融试验，基于低场核磁共振技术获得了循环冻融过程中岩石的细观结构参数。分析结果表明：随着循环冻融次数的增加，岩石核磁孔隙度呈现三个阶段变化特征，T2谱曲线在前20次循环冻融时变化明显，且变化主要表现在第2个峰。循环冻融岩石内部孔隙具有明显的分形特征，孔隙分形维数随循环冻融次数的增加呈现“V”字型变化，60次循环冻融时分形维数最小；随着分形维数的增大，孔隙的复杂程度增加，连通性增强。循环冻融过程中，中孔隙主导了岩石的细观结构演化。
选用铺设于青藏铁路护坡、护道的碎屑岩、泥岩和砂岩3种岩石进行循环冻融试验。研究了在循环冻融条件下的破坏方式,并通过RSM-SY5数字声波仪对岩石进行超声波无损检测;根据不同冻融周期超声波波速变化,计算分析了循环冻融对岩石物理力学特性的影响;通过单轴压缩试验,得到岩石抗压强度随循环冻融次数变化的规律。研究结果表明:3种岩石在循环冻融条件下具有不同的表观破坏方式,碎屑岩破坏最严重,表面不同程度地出现了轴向和环向裂纹;其次是泥岩,一条近似"几"字型的裂纹出现在泥岩表面,且裂纹发展较快;砂岩表观破坏最轻微,仅有1条细而短的裂隙发育在表面;在30个循环冻融周期内,泥岩和砂岩几乎无质量变化,而碎屑岩由于岩屑掉落而质量减轻不到1%;3种岩石的弹性模量、刚性模量、体积模量、泊松比等力学特性随着循环冻融次数增加而下降,且泊松比出现负值,揭示了循环冻融对岩石材料特性的深层次破坏;岩石抗压强度也随着循环冻融周期呈现下降趋势。
