砂岩冻融损伤机制的理论分析和实验验证_贾海梁.pdfVIP

网络出版时间：2016-02-03 13:31:15 网络出版地址：/kcms/detail/42.1397.O31331.034.html 第35 卷 第X 期 岩石力学与工程学报 Vol.35 No.X 2016 年X 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering XX ，2016 砂岩冻融损伤机制的理论分析和实验验证 1 1 1 1 2 1 1 贾海梁 ，项 伟 ，谭 龙 ，张伟丽 ，曾 雯 ，曹 慎 ，程超杰 (1. 中国地质大学 (武汉)工程学院，湖北 武汉 430074 ；2. 中国地质大学 (武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心，湖北 武汉 430074) 摘要：由于岩石性质的复杂性和环境条件的多变性，岩石冻融损伤并不是单一机制造成的，应是各种机制共同作 用的结果，但往往存在主导性的机制。首先对已有冻融损伤理论进行了系统的介绍，分析了各自的适用条件。之 后探讨了多孔岩石( 以砂岩为例) 的孔隙结构对冻融损伤机制的控制性作用，并定义了“特征冻融损伤单元”。利用 热力学原理分析了不同的冻结条件下砂岩内部可能发生的冻融损伤机制和主导机制。当冻结速率低时，毛细管机 制(理论)和结晶压机制(理论)应在岩石的冻融损伤中起主导作用，而体积膨胀机制则受到抑制；当冻结速率高时， 体积膨胀机制和静水压机制应在岩石的冻融损伤中起主导作用，而毛细管机制和结晶压机制则受到抑制。最后利 用砂岩的冻融损伤实验——包括利用环境扫描电镜(ESEM)对砂岩孔隙结构及冻融损伤的微观观察和利用应变片 对砂岩的冻胀变形过程的监测，对砂岩的冻融损伤机制进行了验证，实验结果与理论分析的结论相一致。 关键词：冻融损伤理论；砂岩冻融损伤；孔隙结构；热力学原理；损伤的微观观察；冻胀变形实验 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2016)00 –0000 –00 Theoretical analysis of the mechanism of frost damage of sandstone and further experimental verifications 1 1 1 1 2 JIA Hailiang ，WEI Xiang ，TAN Long ，ZHANG Weili ，ZENG Wen (1. Faculty of Engineering ，China University of Geosciences(Wuhan) ，Wuhan，Hubei 430074 ，China；2. Three Gorges Research Center for Geo-hazard，Ministry of Education ，China University of Geosciences(Wuhan) ，Wuhan，Hubei 430074 ，China) Abstract ：Due to the complexity of rock properties and the variability of environmental