【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。
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。
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。
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。
在寒区工程施工中,冻土不可避免地会承受压-剪耦合荷载的作用。为了研究冻土在压-剪耦合冲击加载下的力学性能及其能量演化规律,设计了4种不同倾角(0°、3°、5°和7°)的冻土试样,并利用分离式霍普金森压杆在3组不同冻结温度(-23、-15、-7℃)下对其进行冲击实验。结果表明:压-剪耦合冲击加载下冻土的破坏过程可以分为弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段;随着温度由-23℃升至-7℃,0°倾角下冻土的抗压强度下降了41.4%,表现出明显的温度敏感性,而当倾角由0°增加至7°时,-23℃下冻土的抗压强度降低了21.0%,表现出一定的加载路径依赖性;冻土的破坏面随着温度降低不断向外扩展;冻土的破坏过程伴随着能量积累、耗散和释放,且能量耗散密度随着温度的升高和倾角的增加而降低。
在寒区工程施工中,冻土不可避免地会承受压-剪耦合荷载的作用。为了研究冻土在压-剪耦合冲击加载下的力学性能及其能量演化规律,设计了4种不同倾角(0°、3°、5°和7°)的冻土试样,并利用分离式霍普金森压杆在3组不同冻结温度(-23、-15、-7℃)下对其进行冲击实验。结果表明:压-剪耦合冲击加载下冻土的破坏过程可以分为弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段;随着温度由-23℃升至-7℃,0°倾角下冻土的抗压强度下降了41.4%,表现出明显的温度敏感性,而当倾角由0°增加至7°时,-23℃下冻土的抗压强度降低了21.0%,表现出一定的加载路径依赖性;冻土的破坏面随着温度降低不断向外扩展;冻土的破坏过程伴随着能量积累、耗散和释放,且能量耗散密度随着温度的升高和倾角的增加而降低。