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摘要
寒区隧道围岩在冻融及动载的作用下会产生严重的损伤和性能退化，因此研究两者耦合作用下岩石的劣化特征具有重要意义。本文利用MTS815加载系统对炭质千枚试样开展了0、30、60次不同冻融循环次数下的三轴多级循环加卸载试验，研究了冻融及循环荷载对炭质千枚岩力学参数及变形的影响，基于能量计算分析了不同冻融次数岩石在动载下的能量演化规律，最后从宏观和微观角度进行对比，分析岩石在静载与冻-动耦合下的破坏形态，揭示了相应的破坏模式。试验研究表明：（1）与静载压缩强度相比，在冻融和循环荷载共同作用下的岩石强度有明显的降低，并且表现出明显的塑性，同时冻融循环次数越多，该现象也越显著；（2）随着冻融循环次数的增加，弹性模量会逐渐减小而泊松比却逐渐增大；（3）在循环过程中，轴向和环向不可逆应变均逐渐增加，两者的应变增量均在每一级应力的初始循环内最大而后逐渐减小，而不可逆体积应变先增大后减小，即体积先以压实为主后逐渐转变为以膨胀为主；（4）岩石内部主要以弹性能为主，耗散能占比在第一个循环周期内迅速降低，在之后的循环周期内呈现阶梯式增加而后趋于稳定；（5）从宏观与微观角度分析，单调加载与循环加载作用下两者的破坏机理不同，但均为斜截面的剪切破坏，但循环加卸载破碎程度更大。
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单位中南大学; 土木工程学院
