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摘要
为研究冻融循环作用对岩石力学性能及微观结构的影响，以饱和红砂岩试样为研究对象，进行了不同冻融循环次数(0、5、10、15、20、30次)的冻融循环试验。通过单轴压缩试验，分析红砂岩试样在冻融循环作用下的力学性能变化规律；通过扫描电镜(SEM)试验，并借助Image-Pro Plus图像分析软件，定量地表征不同冻融循环次数下损伤岩石微观孔隙结构变化；最后基于岩石的损伤理论定量分析冻融循环红砂岩的损伤劣化特性。结果表明：在整个冻融循环过程中，红砂岩试样的质量变化率呈现出先增加后减小的趋势；随着冻融循环次数的增加，其单轴抗压强度、弹性模量和泊松比均逐渐降低；在冻融循环作用下，红砂岩试样表面颗粒剥落且胶结程度降低，颗粒间孔隙逐渐增大，微裂纹萌发、扩容、连通；随着冻融循环次数的增加，孔隙结构愈发均匀，表现为分形维数随冻融循环次数的增加逐渐减小；试验中的红砂岩抗冻性较差，其抗冻系数和冻融损伤程度随冻融循环次数变化较为明显，两者均可通过指数函数进行拟合；该研究对于寒区工程建设中衡量砂岩宏微观特性具有一定的参考价值。
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单位深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 建筑工程学院; 中国矿业大学（北京）
