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寒区岩体长期经受荷载与冻融的共同作用,若不考虑冻融过程对其长期力学行为的影响,将会给寒区工程建设和安全运营带来重大的安全隐患。为此,以寒区某边坡工程砂岩为研究对象,通过开展不同冻结温度下的冻结/解冻过程单轴分级加载蠕变试验,使岩石在同一应力状态下处于冻结和解冻过程,真实再现寒区工程岩体长期力学响应特征。以此研究冻结/解冻过程对岩体长期力学特性的影响,并对其蠕应变、稳态蠕变速率及长期强度等宏观力学指标进行量化分析。结果表明:(1)砂岩冻结过程先后经历冷缩阶段、冻胀阶段和稳态蠕变阶段,解冻过程只经历融缩阶段和稳态蠕变阶段;冷缩阶段和融缩阶段砂岩发生收缩变形,冻胀阶段则发生膨胀变形;(2)冻结/解冻温度为-5℃/25℃、-10℃/25℃、-15℃/25℃时,砂岩蠕应变较常温状态下蠕应变增幅范围分别为102%~193%、81%~126%、105%~194%,解冻后稳态蠕变速率较冻结前最大增长3.65倍、4.31倍、5.56倍,冻结/解冻过程蠕变砂岩的长期强度是常温状态下长期强度的96.33%、88.52%、75.44%;(3)应力对冷缩、冻胀变形的产生起抑制作用而对融缩变形的产生起促进作用;冻...

期刊论文 2024-11-21 DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202309059

寒区岩体长期经受荷载与冻融的共同作用,若不考虑冻融过程对其长期力学行为的影响,将会给寒区工程建设和安全运营带来重大的安全隐患。为此,以寒区某边坡工程砂岩为研究对象,通过开展不同冻结温度下的冻结/解冻过程单轴分级加载蠕变试验,使岩石在同一应力状态下处于冻结和解冻过程,真实再现寒区工程岩体长期力学响应特征。以此研究冻结/解冻过程对岩体长期力学特性的影响,并对其蠕应变、稳态蠕变速率及长期强度等宏观力学指标进行量化分析。结果表明:(1)砂岩冻结过程先后经历冷缩阶段、冻胀阶段和稳态蠕变阶段,解冻过程只经历融缩阶段和稳态蠕变阶段;冷缩阶段和融缩阶段砂岩发生收缩变形,冻胀阶段则发生膨胀变形;(2)冻结/解冻温度为-5℃/25℃、-10℃/25℃、-15℃/25℃时,砂岩蠕应变较常温状态下蠕应变增幅范围分别为102%~193%、81%~126%、105%~194%,解冻后稳态蠕变速率较冻结前最大增长3.65倍、4.31倍、5.56倍,冻结/解冻过程蠕变砂岩的长期强度是常温状态下长期强度的96.33%、88.52%、75.44%;(3)应力对冷缩、冻胀变形的产生起抑制作用而对融缩变形的产生起促进作用;冻...

期刊论文 2024-11-21 DOI: 10.16030/j.cnki.issn.1000-3665.202309059

为了研究冻融循环过程中岩体力学性能的变化对寒区边坡工程稳定性的影响,本文基于FLAC3D中的Cvisc模型,采用强度折减法分析了辽宁省某公路边坡岩体在冻融条件下的蠕变特性,得到了不同折减系数下的蠕变曲线,确定边坡工程安全系数。结果表明:(1)冻融循环和蠕变对边坡岩体工程的长期稳定性有负面影响。(2)考虑蠕变特性的边坡长期稳定安全系数为1.49,较未考虑蠕变特性的稳定系数低10.3%,在蠕变条件下,边坡位移不仅发生在边坡表面,而且有逐渐扩展到边坡内部的趋势。(3)岩体边坡的安全系数随着冻融循环次数的增加而降低。岩石边坡在15次、30次、45次和60次冻融循环时的安全系数分别为1.48、1.43、1.36和1.12。

期刊论文 2024-05-08

为了研究冻融循环过程中岩体力学性能的变化对寒区边坡工程稳定性的影响,本文基于FLAC3D中的Cvisc模型,采用强度折减法分析了辽宁省某公路边坡岩体在冻融条件下的蠕变特性,得到了不同折减系数下的蠕变曲线,确定边坡工程安全系数。结果表明:(1)冻融循环和蠕变对边坡岩体工程的长期稳定性有负面影响。(2)考虑蠕变特性的边坡长期稳定安全系数为1.49,较未考虑蠕变特性的稳定系数低10.3%,在蠕变条件下,边坡位移不仅发生在边坡表面,而且有逐渐扩展到边坡内部的趋势。(3)岩体边坡的安全系数随着冻融循环次数的增加而降低。岩石边坡在15次、30次、45次和60次冻融循环时的安全系数分别为1.48、1.43、1.36和1.12。

期刊论文 2024-05-08

为研究高温冻土-混凝土接触面的蠕变特性,利用自行研制的大型蠕变剪切仪,开展了-1℃条件下冻结粉土与粗糙度分别为0,0.538,0.775,1.225 mm混凝土接触面的分级加载蠕变试验。分析了分级加载条件下接触面蠕变曲线规律及接触面破坏特征,并将分级加载曲线转换为分别加载曲线,研究蠕变速率随时间变化规律,建立剪应力-稳定蠕变速率函数,从而得到接触面长期强度值,进一步建立接触面长期强度与粗糙度的函数关系,以探讨粗糙度抵抗蠕变的作用机理。结果表明:高温冻结粉土-混凝土接触面分级加载强度及剪切破坏时间与粗糙度呈线性正相关,随着粗糙度的增大,剪切破坏界面向土体内部偏移,破坏类型由接触面滑移破坏向土体内部破坏发展;通过陈氏法将分级加载曲线转换为分别加载曲线,得到的分别加载蠕变曲线具有衰减和非衰减蠕变特征;建立稳定蠕变速率与剪应力的函数关系符合arrhenius方程,从而得到接触面长期强度仅约为分级加载强度的20%,说明高温冻结粉土-混凝土接触面具有显著的流变效应;接触面长期强度随粗糙度的增大呈线性增长,接触面粗糙度由0 mm增大到1.225 mm时,长期强度可增大220%,可通过增大接触表面粗糙...

期刊论文 2024-02-20

为研究高温冻土-混凝土接触面的蠕变特性,利用自行研制的大型蠕变剪切仪,开展了-1℃条件下冻结粉土与粗糙度分别为0,0.538,0.775,1.225 mm混凝土接触面的分级加载蠕变试验。分析了分级加载条件下接触面蠕变曲线规律及接触面破坏特征,并将分级加载曲线转换为分别加载曲线,研究蠕变速率随时间变化规律,建立剪应力-稳定蠕变速率函数,从而得到接触面长期强度值,进一步建立接触面长期强度与粗糙度的函数关系,以探讨粗糙度抵抗蠕变的作用机理。结果表明:高温冻结粉土-混凝土接触面分级加载强度及剪切破坏时间与粗糙度呈线性正相关,随着粗糙度的增大,剪切破坏界面向土体内部偏移,破坏类型由接触面滑移破坏向土体内部破坏发展;通过陈氏法将分级加载曲线转换为分别加载曲线,得到的分别加载蠕变曲线具有衰减和非衰减蠕变特征;建立稳定蠕变速率与剪应力的函数关系符合arrhenius方程,从而得到接触面长期强度仅约为分级加载强度的20%,说明高温冻结粉土-混凝土接触面具有显著的流变效应;接触面长期强度随粗糙度的增大呈线性增长,接触面粗糙度由0 mm增大到1.225 mm时,长期强度可增大220%,可通过增大接触表面粗糙...

期刊论文 2024-02-20

为了研究高温冻土蠕变变形特征以及各影响因素对蠕变的作用,分别在含水量15%、25%及35%,荷载100kPa、200kPa及300kPa,温度-1.5℃、-0.7℃及-0.3℃的条件下开展了室内单轴蠕变试验,分析在无侧限条件下高温冻土在不同温度、荷载及含冰量条件下的蠕变变形特性。结果表明:在当前试验条件下,冻土蠕变变形非常可观,且蠕变曲线都没有出现渐进流阶段;温度是影响冻土蠕变的最重要的外在因素,而含冰量是影响冻土蠕变的关键内在因素;在高含冰量条件下温度及荷载的改变对蠕变速率的影响非常显著,甚至引起量级上的差别。在现有试验条件下,高温冻土蠕变过程可利用Burgers黏弹性模型来较好地描述。

期刊论文 2020-09-09

为了更好地描述人工冻土的蠕变特性,将广义开尔文模型中的经典Newton黏壶中的黏滞系数定义为与时间有关的非定常参数,通过推算得到非定常开尔文模型,用粒子群优化算法识别模型中的参数。非定常开尔文模型能模拟不同应力下的蠕变试验数据,效果都很好,充分说明了该模型的合理性。目前采用非定常开尔文模型来研究人工冻土的蠕变规律的很少,此方法的提出为人工冻土领域的计算开辟了新思路。

期刊论文 2014-09-02
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