寒区岩石常因经受冻融循环作用而产生冻融变形累积，对工程稳定产生不利影响，目前对岩石累积冻融变形及其危害认识不足。因此，基于砂岩冻融循环试验，研究砂岩多周期累积变形特性，并探究了冻结温度、降温速率、饱和度、孔隙率对其累积冻融变形特性的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、压汞法对冻融作用前后砂岩微观孔裂隙分布、孔径分布演化进行测试，以揭示砂岩宏观冻融变形特性的微观机制。结果表明，砂岩累积冻胀应变和残余应变均远大于首周期冻胀应变和残余应变，寒区工程以单周期冻融应变为依据进行工程响应分析存在显著风险，以累积冻融变形为依据更合理。冻结温度降低、降温速率增大或孔隙率增大时，砂岩累积冻胀应变和残余应变均增大。冻融循环作用下，砂岩内部微观孔隙、裂隙逐渐发育，颗粒间的连接也逐渐松散，内部孔隙结构发生变化，部分孔径范围内孔隙明显增多，孔隙总体积也相应增大，产生无法恢复的塑性变形，从而产生宏观上随冻融循环次数逐渐增长的累积冻胀应变和残余应变。
寒区岩石常因经受冻融循环作用而产生冻融变形累积，对工程稳定产生不利影响，目前对岩石累积冻融变形及其危害认识不足。因此，基于砂岩冻融循环试验，研究砂岩多周期累积变形特性，并探究了冻结温度、降温速率、饱和度、孔隙率对其累积冻融变形特性的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、压汞法对冻融作用前后砂岩微观孔裂隙分布、孔径分布演化进行测试，以揭示砂岩宏观冻融变形特性的微观机制。结果表明，砂岩累积冻胀应变和残余应变均远大于首周期冻胀应变和残余应变，寒区工程以单周期冻融应变为依据进行工程响应分析存在显著风险，以累积冻融变形为依据更合理。冻结温度降低、降温速率增大或孔隙率增大时，砂岩累积冻胀应变和残余应变均增大。冻融循环作用下，砂岩内部微观孔隙、裂隙逐渐发育，颗粒间的连接也逐渐松散，内部孔隙结构发生变化，部分孔径范围内孔隙明显增多，孔隙总体积也相应增大，产生无法恢复的塑性变形，从而产生宏观上随冻融循环次数逐渐增长的累积冻胀应变和残余应变。
寒区岩石常因经受冻融循环作用而产生冻融变形累积，对工程稳定产生不利影响，目前对岩石累积冻融变形及其危害认识不足。因此，基于砂岩冻融循环试验，研究砂岩多周期累积变形特性，并探究了冻结温度、降温速率、饱和度、孔隙率对其累积冻融变形特性的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、压汞法对冻融作用前后砂岩微观孔裂隙分布、孔径分布演化进行测试，以揭示砂岩宏观冻融变形特性的微观机制。结果表明，砂岩累积冻胀应变和残余应变均远大于首周期冻胀应变和残余应变，寒区工程以单周期冻融应变为依据进行工程响应分析存在显著风险，以累积冻融变形为依据更合理。冻结温度降低、降温速率增大或孔隙率增大时，砂岩累积冻胀应变和残余应变均增大。冻融循环作用下，砂岩内部微观孔隙、裂隙逐渐发育，颗粒间的连接也逐渐松散，内部孔隙结构发生变化，部分孔径范围内孔隙明显增多，孔隙总体积也相应增大，产生无法恢复的塑性变形，从而产生宏观上随冻融循环次数逐渐增长的累积冻胀应变和残余应变。
寒区岩石常因经受冻融循环作用而产生冻融变形累积，对工程稳定产生不利影响，目前对岩石累积冻融变形及其危害认识不足。因此，基于砂岩冻融循环试验，研究砂岩多周期累积变形特性，并探究了冻结温度、降温速率、饱和度、孔隙率对其累积冻融变形特性的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、压汞法对冻融作用前后砂岩微观孔裂隙分布、孔径分布演化进行测试，以揭示砂岩宏观冻融变形特性的微观机制。结果表明，砂岩累积冻胀应变和残余应变均远大于首周期冻胀应变和残余应变，寒区工程以单周期冻融应变为依据进行工程响应分析存在显著风险，以累积冻融变形为依据更合理。冻结温度降低、降温速率增大或孔隙率增大时，砂岩累积冻胀应变和残余应变均增大。冻融循环作用下，砂岩内部微观孔隙、裂隙逐渐发育，颗粒间的连接也逐渐松散，内部孔隙结构发生变化，部分孔径范围内孔隙明显增多，孔隙总体积也相应增大，产生无法恢复的塑性变形，从而产生宏观上随冻融循环次数逐渐增长的累积冻胀应变和残余应变。
寒区岩石常因经受冻融循环作用而产生冻融变形累积，对工程稳定产生不利影响，目前对岩石累积冻融变形及其危害认识不足。因此，基于砂岩冻融循环试验，研究砂岩多周期累积变形特性，并探究了冻结温度、降温速率、饱和度、孔隙率对其累积冻融变形特性的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、压汞法对冻融作用前后砂岩微观孔裂隙分布、孔径分布演化进行测试，以揭示砂岩宏观冻融变形特性的微观机制。结果表明，砂岩累积冻胀应变和残余应变均远大于首周期冻胀应变和残余应变，寒区工程以单周期冻融应变为依据进行工程响应分析存在显著风险，以累积冻融变形为依据更合理。冻结温度降低、降温速率增大或孔隙率增大时，砂岩累积冻胀应变和残余应变均增大。冻融循环作用下，砂岩内部微观孔隙、裂隙逐渐发育，颗粒间的连接也逐渐松散，内部孔隙结构发生变化，部分孔径范围内孔隙明显增多，孔隙总体积也相应增大，产生无法恢复的塑性变形，从而产生宏观上随冻融循环次数逐渐增长的累积冻胀应变和残余应变。
【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。
【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。
为揭示冻融岩石力学特性劣化规律，开展了寒区砂岩经不同冻融循环次数后的三轴压缩试验及数值模拟试验。结果表明：冻融次数和围压的增加导致岩石的破坏从脆性向延性转变。冻融循环次数从0次增加到40次时，岩石峰值黏聚力降低了21.9%,内摩擦角降低了14.7%,弹性模量的降幅都达到了50%以上。0次冻融时，12 MPa围压时的峰值总能量较0 MPa围压时的峰值总能量增加了670.8%,弹性能增加了420.5%,耗散能增加了2 356.6%;40次冻融时，峰值总能量增加了1 030.9%,弹性能增加了603.9%,耗散能增加了4 153.9%。总裂纹数、拉张裂纹数、剪切裂纹数都随着轴向应变的增加展现出S形增长的特点，加载初期以剪切裂纹为主，加载至塑性阶段开始出现拉伸裂纹。研究结果可为寒区岩石力学特性劣化机理及变形破坏分析提供一定的指导。