干湿循环与动态压缩耦合作用下砂岩力学特性的试验研究

作     者：朱建波 付乙梓 李瑞 廖志毅 孙策 汤伟雄 ZHU Jianbo;FU Yizi;LI Rui;LIAO Zhiyi;SUN Ce;TANG Weixiong

作者机构：天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室天津300350 深圳大学广东省深地科学与地热能开发利用重点实验室广东深圳518060 大连理工大学岩石破裂与失稳研究所辽宁大连116081 中铁二十五局集团第五工程有限公司山东青岛266000 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司贵州贵阳550081 

基　　金：国家重点研发计划(2018YFC0407000) 深圳市基础研究资助项目(JCYJ20220818095605012,JCYJ20210324093402006) 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2023年第42卷第S01期

页      码：3558-3566页

摘      要：水库的建设与管护过程中,库岸边坡岩石不仅会受到天然降水与水库蓄排水导致的干湿循环作用,还会受到地震、爆破、隧道掘进等动态冲击荷载扰动,二者耦合作用影响着库岸边坡稳定性。为研究干湿循环与动态压缩荷载作用下岩石的力学特性,利用分离式霍普金森压杆对经历不同干湿循环次数的砂岩展开动态冲击压缩试验,分析动力学参数、能量耗散规律、破碎分形维数受干湿循环条件的影响,并借助扫描电子显微镜观测不同干湿循环次数下砂岩的微观结构,揭示砂岩宏观物理力学行为的劣化机制。结果表明:干湿循环作用会削弱砂岩的超声特性和静、动态力学参数。干湿循环次数增加,砂岩单轴抗压强度、弹性模量、P波波速、动抗压强度、动弹性模量与耗散能减小,破碎分形维数增加;干湿循环条件下,应变率增加,砂岩动抗压强度、动弹性模量、动峰值应变、耗散能与破碎分形维数呈增长趋势。微观分析表明:干湿循环条件下砂岩劣化是由于微观结构发生了显著变化,即孔隙增加,颗粒表面受损,胶结弱化,裂纹间距增加。研究结果可为干湿循环条件下水库除险加固设计与施工提供理论基础。

主 题 词：岩石力学 干湿循环 岩石动力学 能量耗散 破碎程度 劣化机制 

学科分类：08[工学] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13722/j.cnki.jrme.2022.0511

馆 藏 号：203121467...