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摘要
膨胀性泥岩遇水软化和膨胀性是其标志性物理特征，对工程岩体的稳定性有重要影响。为研究水化和膨胀作用对泥岩力学特性的影响，在Weibull分布统计损伤理论基础上，引入湿度应力场理论，通过膨胀应变来刻画泥岩的膨胀作用，同时考虑含水率的影响表征泥岩的水弱化作用，构建考虑水化作用和膨胀作用的统计损伤本构模型；在此基础上，借助不同含水率下泥岩试件的压缩试验结果对模型合理性进行验证，进一步分析线膨胀系数、含水率、残余强度、围压、比例参数和形状参数等对泥岩力学响应的影响特征。结果表明：(1)与试验结果进行对比，发现所建立的统计损伤模型能够较好地描述和表征不同含水率条件下的泥岩力学响应规律。模型中的比例参数和形状参数均可以通过非线性函数与含水率相关，分别影响泥岩的峰值强度和峰后软化特征。(2)泥岩的弹性模量、峰值强度和残余强度均有显著的遇水弱化特性，其水化程度对损伤演化过程有明显的影响，即含水率升高使得泥岩微元更容易发生破坏。(3)线膨胀系数与峰值强度呈负线性关系，且膨胀作用使得岩石更容易进入峰后软化阶段；残余强度决定了峰后最终的承载能力，同时对峰后变形的延塑性具有一定的增强效应；随着围压的增加，泥岩的峰值强度和残余强度均表现出相应的增强效应，这与试验规律基本一致，表明所提出的统计损伤本构模型具有较好的合理性和可靠性。
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单位长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室
