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摘要
裂隙、孔隙等天然损伤使得岩石细观结构呈现强烈的非均质性，对其破坏过程及模式产生重要影响。本文根据CT无损识别技术，结合数字图像处理技术和CASRock数值模拟软件，开展了含天然损伤的冻融砂岩劈裂破坏的数值试验研究。对含天然损伤的冻融砂岩劈裂破坏模式、变形局部化及裂纹演化过程等分析，揭示了含天然损伤砂岩在冻融和荷载作用下的破坏机制。研究结果表明：砂岩内原生孔隙（裂纹）的扩展及新生孔隙的生成是冻融岩石破坏演化的主要形式。冻融和荷载作用下含天然损伤岩石的破坏与天然损伤程度及分布有关。次生裂纹的生成多发生于天然损伤密集区域。在加载过程中，局部化损伤区应力远远大于砂岩整体应力，局部化损伤区岩石的破坏与该区域能量释放和应力释放具有同步性。局部化损伤反映岩石中裂纹的演化，有助于预测砂岩裂纹发展的方向。岩石的破坏模式与冻融循环次数有关，冻融循环促使含天然损伤砂岩逐渐由脆性破坏转化为延性破坏，冻融作用对岩石整体强度的改变是逐渐劣化的过程。
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单位中交第一公路勘察设计研究院; 土木工程学院; 中国科学院武汉岩土力学研究所; 西安科技大学; 岩土力学与工程国家重点实验室
