凍融荷載作用下砂巖損傷特性分析.pdf

1、隨著我國西部大開發(fā)的進一步推進，大量巖土工程將在西部寒區(qū)進行，為確保工程的安全性，有必要研究巖石的凍融力學特性。本文從實際寒區(qū)巖體工程出發(fā)，采用理論與試驗相結(jié)合的方法，較為系統(tǒng)地研究了凍融與荷載作用下砂巖的損傷特性。
　　現(xiàn)場選取整塊新鮮的大塊砂巖，加工成標準圓柱形試件，分別對其進行飽水后的凍融循環(huán)試驗，并在凍融循環(huán)次數(shù)為0次，5次，10次，20次以及40次時，進行圍壓為0MPa，2MPa，4MPa以及6MPa的三軸壓縮試驗。觀察

2、試驗現(xiàn)象，得出砂巖主要破壞形式；分析討論試驗結(jié)果，得到砂巖在凍融循環(huán)和荷載作用下的力學參數(shù)，以及砂巖強度及變形特性隨凍融循環(huán)次數(shù)和圍壓的變化規(guī)律。
　　應用連續(xù)損傷力學理論及推廣后的應變等價原理，基于巖石 D-P準則，分別采用Weibull分布和Poisson分布描述砂巖微元強度的隨機特性，建立砂巖的損傷模型，通過試驗數(shù)據(jù)驗證了模型的合理性。分析比較得出兩種分布在描述砂巖壓縮破壞過程中沒有顯著的差異，但由于采用Poisson分布所

3、得參數(shù)表達式較為復雜，因此實用性不強。
　　對砂巖損傷本構(gòu)模型進行了修正，修正后的模型能夠較好地反映砂巖應力應變曲線峰后段的變化情況，更精準的描述了砂巖殘余強度；分析討論了模型參數(shù)的物理意義；將砂巖損傷模型由常規(guī)三軸應力狀態(tài)推廣到真三軸應力狀態(tài)，從而能夠從理論上描述中間主應力對砂巖強度及力學特性的影響。
　　建立了真三軸應力狀態(tài)下，凍融砂巖的損傷模型，分析其損傷力學特性，并利用砂巖凍融循環(huán)和三軸壓縮試驗數(shù)據(jù)，驗證了損傷模型的