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摘要
为探究冻融岩石细观损伤累积及受载破裂过程，基于离散元提出一种水冰颗粒相变耦合膨胀方法，借助颗粒流程序实现岩石冻融过程模拟，结合室内试验验证模拟结果的可靠性，定量表征孔隙水颗粒冻胀评价指标λv，建立λv与冻融循环次数N之间的函数关系，并对冻融岩石受载过程中微裂纹-位移场-力链场演化及破裂特征进行评估。结果表明：（1）冻融循环作用下岩石内部孔隙水体积膨胀及持续补水是造成其损伤的本质原因；冻融过程中试样细观微裂纹由拉伸裂纹主导，呈“先慢后快”趋势演化，且外围岩石颗粒位移较内部更显著。（2）试样受载时微裂纹呈“慢→缓→陡”发展，冻融循环次数N与受载产生的微裂纹数量呈正相关，但与微裂纹起裂应力σi却呈负相关。（3）冻融前后试样破裂过程与形态明显不一，受载趋于峰值强度σf时，试样微裂纹分布-位移场-力链场有“异常信号”出现，可作为破坏前兆识别信息；冻融循环影响下，试样内部微裂纹空间排布方式更为复杂，由拉伸微裂纹主导破裂向拉-剪混合微裂纹主导转变。该研究可为探索冻融岩石破坏行为提供一种新的思路和方法。
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