冻融循环中低应力水平加卸载作用下砂岩动力特性研究

• 作者: 刘杰 王瑞红 王连 王飞 肖蕾 雷岚
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 冻融循环 阻尼比 阻尼系数 动弹性模量 动泊松比 线性关系
• 年，卷（期）: 2017,（9）
• 所属期刊栏目: 基础理论与实验研究
• 页码范围: 2539-2550
• 页数: 12页
• 分类号: TU458+.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.16285/j.rsm.2017.09.010

摘要

采用不会造成较大附加损伤的近似无损低应力水平加、卸载的方法,开展了考虑时间效应的冻融循环作用试验.在试验成本受限的情况下大幅度地降低了试验所需的岩样数.较常规试验方法,在试验岩样数不变的前提下,无需因岩样的离散性而进行主观地筛选数据,从而使得有效数据增多.随着冻融循环周期数增加,岩样表面孔隙及微裂隙不断扩大并出现软化层,裂纹加深,颗粒脱落程度加剧,发生片落、剥蚀,水分向岩石内部迁移,冻融损伤程度由内向外逐渐加深,并研发滴定技术定量标定了这种层进式损伤.进一步分析不同冻融循环周期数下岩样在不同上限应力循环作用下的动力响应变化规律.研究显示,阻尼比、阻尼系数及动泊松比均与冻融循环周期数呈线性递增的关系,动弹性模量与冻融循环周期数呈线性递减的关系;阻尼比、动泊松比均与幅值应力呈线性递减的关系,动弹性模量与幅值应力呈线性递增的关系.给出了阻尼比、动泊松比、阻尼系数、动弹性模量相互之间的定量关系,可通过一种参数的变化规律,预测另一种参数的变化趋势.在有限的试验条件、试验次数下,可有效地精简试验所需检测的参数.幅值应力越大,加、卸载转换时岩样弹性变形响应越迅速,不可逆变形越小,在同一幅值应力的情况下所吸收的能量减少.随着冻融循环周期数的增加,循环加、卸载前岩样的斜坡加载段逐渐变长,应力-应变曲线斜率逐渐变小;循环加、卸载后,不同加、卸载幅值应力下的每个周期中首次达到应力上限时岩样的轴向应变与冻融周期数呈线性关系,说明在冻融循环作用下,岩样孔隙率逐渐变大,密实程度降低,岩样有逐步软化的趋势.当幅值应力较大时,岩样的塑性累积量与冻融周期数呈指数型关系加速递增;当幅值应力较小时,岩样的塑性累积量与冻融周期数呈线性关系匀速递增;说明幅值应力会带来显著的加速劣化效果.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王瑞红	三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点试验室	48	544	13.0	22.0
2	刘杰	三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点试验室	95	652	13.0	22.0
3	王飞	三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点试验室	58	311	6.0	16.0
4	肖蕾	三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点试验室	9	21	3.0	4.0
5	王连	三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点试验室	3	20	3.0	3.0
6	雷岚	三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点试验室	3	16	2.0	3.0