冻融循环作用后砂岩的动态抗拉性能及能量演化试验研究

作者：孟凡东; 翟越; 李宇白; 李艳; 张韵生

来源：岩石力学与工程学报, 2021, 40(12): 2445-2453.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2021.0289

• 岩石力学
• 冻融循环
• 动态劈裂抗拉强度
• 能量演化
• 孔隙度
• 砂岩

为研究冻融循环对砂岩动态抗拉性能的影响,利用φ50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB),以3种平均加载率(344.72,371.991和431.761 GPa/s),对经历6种不同冻融循环次数(0,20,40,60,80和100次)的砂岩进行动态劈裂抗拉测试,并利用核磁共振系统测试冻融循环后砂岩内部孔隙变化,分析冻融循环及加载率对砂岩的破坏特征、动态劈裂抗拉强度及能量演化规律的影响。研究结果表明:(1)冻融砂岩劣化模型满足指数函数关系,随着冻融循环次数的增加,孔隙度变大,动态劈裂抗拉强度减小,破碎程度增加。冻融循环80次后劣化速率最快。(2)加载率的提高将弱化冻融循环对砂岩的劣化作用使砂岩半衰期延后。(3)最大吸收能因加载率的提高而增大的速率随损伤状态的提高而降低。最大吸收能随冻融循环次数的增加呈指数下降,且与动态劈裂抗拉强度呈现良好的正相关。研究结果可为寒区工程中岩石的破坏机制研究提供理论基础。

• 单位
  长安大学