寒区岩土工程引论
1
2005
... 中国多年冻土区面积约占陆地总面积的21.5%,位居世界第三,其中高海拔地区多年冻土面积约占全国多年冻土区面积的80.6%[1].在国家大战略指导下,这些地区的基础工程建设得到了长足发展.与此同时,寒区特殊的地理环境对岩体工程的安全性、稳定性和耐久性提出了新的考验.为降低工程事故的发生率,保障公共安全,亟待厘清寒区岩石与岩体冻融损伤的内涵区别并总结相关研究进展. ...
寒区岩土工程引论
1
2005
... 中国多年冻土区面积约占陆地总面积的21.5%,位居世界第三,其中高海拔地区多年冻土面积约占全国多年冻土区面积的80.6%[1].在国家大战略指导下,这些地区的基础工程建设得到了长足发展.与此同时,寒区特殊的地理环境对岩体工程的安全性、稳定性和耐久性提出了新的考验.为降低工程事故的发生率,保障公共安全,亟待厘清寒区岩石与岩体冻融损伤的内涵区别并总结相关研究进展. ...
循环冻融条件下节理岩体损伤破坏试验研究
2
2014
... 近年来,国内外学者针对寒区岩体冻融损伤相关问题,从冻岩物理力学性质、裂隙扩展演化机制和水分迁移规律等方面进行了科学研究,研究对象主要为整块岩石,很少涉及含有节理等不连续面的裂隙岩体[2];所用设备主要有CT扫描仪、核磁共振仪和声波检测仪;所采用的实验方法主要有相似实验、数值模拟和理论研究等.这些研究为寒区岩体冻融损伤体系构建奠定了基础,但却很少对冻融损伤机制具有显著差异的岩石与岩体进行区分.岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不同,冻融损伤机制千差万别.如不加以区分,直接将实验结果运用到工程实际中,可能会导致严重后果. ...
... 朱立平等[25]将进行过干燥、水饱和与Na2SO4溶液饱和处理的花岗岩(表面含有裂隙)划分为3组,通过对3组岩样进行冻融前后质量变化测定研究,发现各组岩样质量均未发生较大变化.李宁等[26]通过在岩样中预制裂隙的方法,探究了不同含水率下岩体的低周疲劳损伤特性,发现裂隙对所测砂岩的低周疲劳损伤特性有较大影响.路亚妮[27]通过预制单裂隙的方法对三轴压缩条件下裂隙岩体贯通机制进行了研究,指出裂隙岩体冻融损伤裂化模式主要有龟裂模式、颗粒散落模式和沿预制裂隙断裂模式3种,而裂纹贯通模式主要有拉贯通、压贯通、剪贯通和混合贯通4种,并指出裂纹的贯通模式主要与裂隙倾角、围压大小、冻融循环次数有关.刘红岩等[2]通过相似材料模拟试验,从节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理厚度、节理充填物、试件饱和度和冻融循环次数等多个方面,对冻融循环作用下节理岩体物理力学性质及损伤破坏特征进行了较全面的研究. ...
循环冻融条件下节理岩体损伤破坏试验研究
2
2014
... 近年来,国内外学者针对寒区岩体冻融损伤相关问题,从冻岩物理力学性质、裂隙扩展演化机制和水分迁移规律等方面进行了科学研究,研究对象主要为整块岩石,很少涉及含有节理等不连续面的裂隙岩体[2];所用设备主要有CT扫描仪、核磁共振仪和声波检测仪;所采用的实验方法主要有相似实验、数值模拟和理论研究等.这些研究为寒区岩体冻融损伤体系构建奠定了基础,但却很少对冻融损伤机制具有显著差异的岩石与岩体进行区分.岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不同,冻融损伤机制千差万别.如不加以区分,直接将实验结果运用到工程实际中,可能会导致严重后果. ...
... 朱立平等[25]将进行过干燥、水饱和与Na2SO4溶液饱和处理的花岗岩(表面含有裂隙)划分为3组,通过对3组岩样进行冻融前后质量变化测定研究,发现各组岩样质量均未发生较大变化.李宁等[26]通过在岩样中预制裂隙的方法,探究了不同含水率下岩体的低周疲劳损伤特性,发现裂隙对所测砂岩的低周疲劳损伤特性有较大影响.路亚妮[27]通过预制单裂隙的方法对三轴压缩条件下裂隙岩体贯通机制进行了研究,指出裂隙岩体冻融损伤裂化模式主要有龟裂模式、颗粒散落模式和沿预制裂隙断裂模式3种,而裂纹贯通模式主要有拉贯通、压贯通、剪贯通和混合贯通4种,并指出裂纹的贯通模式主要与裂隙倾角、围压大小、冻融循环次数有关.刘红岩等[2]通过相似材料模拟试验,从节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理厚度、节理充填物、试件饱和度和冻融循环次数等多个方面,对冻融循环作用下节理岩体物理力学性质及损伤破坏特征进行了较全面的研究. ...
Frost weathering:Recent advances and future directions
1
2010
... 随着相关研究工作的不断深入,越来越多的学者意识到岩石与岩体冻融损伤存在区别.Matsuoka等[3]将抗冻性较低的岩石划分为2类:一类为孔隙率较低,但强度较高,内部被节理、裂隙等不连续面切割的裂隙岩体;另一类为强度较低,但孔隙率较高,连通性相对较好的多孔岩石.Kitagawa等[4]认为岩体冻胀是岩石与裂隙二者冻胀的综合体现,非冻胀岩石在破碎情况下也会表现出冻胀性.贾海梁[5]对多孔岩石和裂隙岩体进行了系统研究,并初步建立了二者冻融损伤机制的理论模型.杨更社等[6]根据初始损伤空间尺度的不同,将岩石与岩体冻融损伤划分为微观、细观和宏观3个不同等级,并对不同尺度下岩石(体)的损伤识别及作用机制进行了分析. ...
Judgement of frost heaving of rocks by freezing test
1
1986
... 随着相关研究工作的不断深入,越来越多的学者意识到岩石与岩体冻融损伤存在区别.Matsuoka等[3]将抗冻性较低的岩石划分为2类:一类为孔隙率较低,但强度较高,内部被节理、裂隙等不连续面切割的裂隙岩体;另一类为强度较低,但孔隙率较高,连通性相对较好的多孔岩石.Kitagawa等[4]认为岩体冻胀是岩石与裂隙二者冻胀的综合体现,非冻胀岩石在破碎情况下也会表现出冻胀性.贾海梁[5]对多孔岩石和裂隙岩体进行了系统研究,并初步建立了二者冻融损伤机制的理论模型.杨更社等[6]根据初始损伤空间尺度的不同,将岩石与岩体冻融损伤划分为微观、细观和宏观3个不同等级,并对不同尺度下岩石(体)的损伤识别及作用机制进行了分析. ...
多孔岩石及裂隙岩体冻融损伤机制的理论模型和试验研究
2
2016
... 随着相关研究工作的不断深入,越来越多的学者意识到岩石与岩体冻融损伤存在区别.Matsuoka等[3]将抗冻性较低的岩石划分为2类:一类为孔隙率较低,但强度较高,内部被节理、裂隙等不连续面切割的裂隙岩体;另一类为强度较低,但孔隙率较高,连通性相对较好的多孔岩石.Kitagawa等[4]认为岩体冻胀是岩石与裂隙二者冻胀的综合体现,非冻胀岩石在破碎情况下也会表现出冻胀性.贾海梁[5]对多孔岩石和裂隙岩体进行了系统研究,并初步建立了二者冻融损伤机制的理论模型.杨更社等[6]根据初始损伤空间尺度的不同,将岩石与岩体冻融损伤划分为微观、细观和宏观3个不同等级,并对不同尺度下岩石(体)的损伤识别及作用机制进行了分析. ...
... 由于岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不尽相同,因此在冻融循环作用下二者损伤劣化机制有很大区别[5].岩石冻融损伤一般发生在微小裂隙与孔隙中,属于微观层面问题(毫米量级及以下尺度);而岩体由岩石块体和节理裂隙组成,其稳定性往往由宏观裂隙决定(厘米量级及以上尺度).贾海梁等[8]根据岩石损伤是否由体积膨胀这一特性引起,将岩石冻融损伤理论划分为2类,一类为体积膨胀作用,另一类为分凝冰作用,并指出冻结速率高时体积膨胀机制和静水压机制起主导作用,冻结速率低时毛细管机制和结晶压机制起主导作用.刘泉声等[9]则重点对冻融循环过程裂隙变化进行了研究,通过分析岩体内部水分迁移驱动力来源,指出冻融循环作用下裂隙岩体水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.杨更社等[6]将岩石与岩体冻融损伤研究划分为微观、细观和宏观3个层次,并指出岩石是微观与细观层面的损伤,对应的损伤识别技术为电子显微镜(SEM)技术、CT技术和核磁共振技术;岩体是宏观层面的损伤,主要通过损伤变量形式进行表征. ...
多孔岩石及裂隙岩体冻融损伤机制的理论模型和试验研究
2
2016
... 随着相关研究工作的不断深入,越来越多的学者意识到岩石与岩体冻融损伤存在区别.Matsuoka等[3]将抗冻性较低的岩石划分为2类:一类为孔隙率较低,但强度较高,内部被节理、裂隙等不连续面切割的裂隙岩体;另一类为强度较低,但孔隙率较高,连通性相对较好的多孔岩石.Kitagawa等[4]认为岩体冻胀是岩石与裂隙二者冻胀的综合体现,非冻胀岩石在破碎情况下也会表现出冻胀性.贾海梁[5]对多孔岩石和裂隙岩体进行了系统研究,并初步建立了二者冻融损伤机制的理论模型.杨更社等[6]根据初始损伤空间尺度的不同,将岩石与岩体冻融损伤划分为微观、细观和宏观3个不同等级,并对不同尺度下岩石(体)的损伤识别及作用机制进行了分析. ...
... 由于岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不尽相同,因此在冻融循环作用下二者损伤劣化机制有很大区别[5].岩石冻融损伤一般发生在微小裂隙与孔隙中,属于微观层面问题(毫米量级及以下尺度);而岩体由岩石块体和节理裂隙组成,其稳定性往往由宏观裂隙决定(厘米量级及以上尺度).贾海梁等[8]根据岩石损伤是否由体积膨胀这一特性引起,将岩石冻融损伤理论划分为2类,一类为体积膨胀作用,另一类为分凝冰作用,并指出冻结速率高时体积膨胀机制和静水压机制起主导作用,冻结速率低时毛细管机制和结晶压机制起主导作用.刘泉声等[9]则重点对冻融循环过程裂隙变化进行了研究,通过分析岩体内部水分迁移驱动力来源,指出冻融循环作用下裂隙岩体水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.杨更社等[6]将岩石与岩体冻融损伤研究划分为微观、细观和宏观3个层次,并指出岩石是微观与细观层面的损伤,对应的损伤识别技术为电子显微镜(SEM)技术、CT技术和核磁共振技术;岩体是宏观层面的损伤,主要通过损伤变量形式进行表征. ...
冻融环境下岩体损伤力学特性多尺度研究及进展
2
2018
... 随着相关研究工作的不断深入,越来越多的学者意识到岩石与岩体冻融损伤存在区别.Matsuoka等[3]将抗冻性较低的岩石划分为2类:一类为孔隙率较低,但强度较高,内部被节理、裂隙等不连续面切割的裂隙岩体;另一类为强度较低,但孔隙率较高,连通性相对较好的多孔岩石.Kitagawa等[4]认为岩体冻胀是岩石与裂隙二者冻胀的综合体现,非冻胀岩石在破碎情况下也会表现出冻胀性.贾海梁[5]对多孔岩石和裂隙岩体进行了系统研究,并初步建立了二者冻融损伤机制的理论模型.杨更社等[6]根据初始损伤空间尺度的不同,将岩石与岩体冻融损伤划分为微观、细观和宏观3个不同等级,并对不同尺度下岩石(体)的损伤识别及作用机制进行了分析. ...
... 由于岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不尽相同,因此在冻融循环作用下二者损伤劣化机制有很大区别[5].岩石冻融损伤一般发生在微小裂隙与孔隙中,属于微观层面问题(毫米量级及以下尺度);而岩体由岩石块体和节理裂隙组成,其稳定性往往由宏观裂隙决定(厘米量级及以上尺度).贾海梁等[8]根据岩石损伤是否由体积膨胀这一特性引起,将岩石冻融损伤理论划分为2类,一类为体积膨胀作用,另一类为分凝冰作用,并指出冻结速率高时体积膨胀机制和静水压机制起主导作用,冻结速率低时毛细管机制和结晶压机制起主导作用.刘泉声等[9]则重点对冻融循环过程裂隙变化进行了研究,通过分析岩体内部水分迁移驱动力来源,指出冻融循环作用下裂隙岩体水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.杨更社等[6]将岩石与岩体冻融损伤研究划分为微观、细观和宏观3个层次,并指出岩石是微观与细观层面的损伤,对应的损伤识别技术为电子显微镜(SEM)技术、CT技术和核磁共振技术;岩体是宏观层面的损伤,主要通过损伤变量形式进行表征. ...
冻融环境下岩体损伤力学特性多尺度研究及进展
2
2018
... 随着相关研究工作的不断深入,越来越多的学者意识到岩石与岩体冻融损伤存在区别.Matsuoka等[3]将抗冻性较低的岩石划分为2类:一类为孔隙率较低,但强度较高,内部被节理、裂隙等不连续面切割的裂隙岩体;另一类为强度较低,但孔隙率较高,连通性相对较好的多孔岩石.Kitagawa等[4]认为岩体冻胀是岩石与裂隙二者冻胀的综合体现,非冻胀岩石在破碎情况下也会表现出冻胀性.贾海梁[5]对多孔岩石和裂隙岩体进行了系统研究,并初步建立了二者冻融损伤机制的理论模型.杨更社等[6]根据初始损伤空间尺度的不同,将岩石与岩体冻融损伤划分为微观、细观和宏观3个不同等级,并对不同尺度下岩石(体)的损伤识别及作用机制进行了分析. ...
... 由于岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不尽相同,因此在冻融循环作用下二者损伤劣化机制有很大区别[5].岩石冻融损伤一般发生在微小裂隙与孔隙中,属于微观层面问题(毫米量级及以下尺度);而岩体由岩石块体和节理裂隙组成,其稳定性往往由宏观裂隙决定(厘米量级及以上尺度).贾海梁等[8]根据岩石损伤是否由体积膨胀这一特性引起,将岩石冻融损伤理论划分为2类,一类为体积膨胀作用,另一类为分凝冰作用,并指出冻结速率高时体积膨胀机制和静水压机制起主导作用,冻结速率低时毛细管机制和结晶压机制起主导作用.刘泉声等[9]则重点对冻融循环过程裂隙变化进行了研究,通过分析岩体内部水分迁移驱动力来源,指出冻融循环作用下裂隙岩体水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.杨更社等[6]将岩石与岩体冻融损伤研究划分为微观、细观和宏观3个层次,并指出岩石是微观与细观层面的损伤,对应的损伤识别技术为电子显微镜(SEM)技术、CT技术和核磁共振技术;岩体是宏观层面的损伤,主要通过损伤变量形式进行表征. ...
岩体力学
1
2006
... 在岩体力学中,岩石是矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成的自然物体,岩体是一定工程范围内由结构面和结构体组成的自然地质体.二者的区别在于岩石中含有大量微小裂隙和孔隙,但不含显著弱面,可以理想化为连续介质;而岩体内含有各种各样的节理裂隙,这些节理裂隙具有极低的抗拉强度,不能将其理想化为连续介质,岩体内部结构如图1所示[7]. ...
岩体力学
1
2006
... 在岩体力学中,岩石是矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而成的自然物体,岩体是一定工程范围内由结构面和结构体组成的自然地质体.二者的区别在于岩石中含有大量微小裂隙和孔隙,但不含显著弱面,可以理想化为连续介质;而岩体内含有各种各样的节理裂隙,这些节理裂隙具有极低的抗拉强度,不能将其理想化为连续介质,岩体内部结构如图1所示[7]. ...
砂岩冻融损伤机制的理论分析和试验验证
1
2016
... 由于岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不尽相同,因此在冻融循环作用下二者损伤劣化机制有很大区别[5].岩石冻融损伤一般发生在微小裂隙与孔隙中,属于微观层面问题(毫米量级及以下尺度);而岩体由岩石块体和节理裂隙组成,其稳定性往往由宏观裂隙决定(厘米量级及以上尺度).贾海梁等[8]根据岩石损伤是否由体积膨胀这一特性引起,将岩石冻融损伤理论划分为2类,一类为体积膨胀作用,另一类为分凝冰作用,并指出冻结速率高时体积膨胀机制和静水压机制起主导作用,冻结速率低时毛细管机制和结晶压机制起主导作用.刘泉声等[9]则重点对冻融循环过程裂隙变化进行了研究,通过分析岩体内部水分迁移驱动力来源,指出冻融循环作用下裂隙岩体水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.杨更社等[6]将岩石与岩体冻融损伤研究划分为微观、细观和宏观3个层次,并指出岩石是微观与细观层面的损伤,对应的损伤识别技术为电子显微镜(SEM)技术、CT技术和核磁共振技术;岩体是宏观层面的损伤,主要通过损伤变量形式进行表征. ...
砂岩冻融损伤机制的理论分析和试验验证
1
2016
... 由于岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不尽相同,因此在冻融循环作用下二者损伤劣化机制有很大区别[5].岩石冻融损伤一般发生在微小裂隙与孔隙中,属于微观层面问题(毫米量级及以下尺度);而岩体由岩石块体和节理裂隙组成,其稳定性往往由宏观裂隙决定(厘米量级及以上尺度).贾海梁等[8]根据岩石损伤是否由体积膨胀这一特性引起,将岩石冻融损伤理论划分为2类,一类为体积膨胀作用,另一类为分凝冰作用,并指出冻结速率高时体积膨胀机制和静水压机制起主导作用,冻结速率低时毛细管机制和结晶压机制起主导作用.刘泉声等[9]则重点对冻融循环过程裂隙变化进行了研究,通过分析岩体内部水分迁移驱动力来源,指出冻融循环作用下裂隙岩体水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.杨更社等[6]将岩石与岩体冻融损伤研究划分为微观、细观和宏观3个层次,并指出岩石是微观与细观层面的损伤,对应的损伤识别技术为电子显微镜(SEM)技术、CT技术和核磁共振技术;岩体是宏观层面的损伤,主要通过损伤变量形式进行表征. ...
裂隙岩体冻融损伤研究进展与思考
4
2015
... 由于岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不尽相同,因此在冻融循环作用下二者损伤劣化机制有很大区别[5].岩石冻融损伤一般发生在微小裂隙与孔隙中,属于微观层面问题(毫米量级及以下尺度);而岩体由岩石块体和节理裂隙组成,其稳定性往往由宏观裂隙决定(厘米量级及以上尺度).贾海梁等[8]根据岩石损伤是否由体积膨胀这一特性引起,将岩石冻融损伤理论划分为2类,一类为体积膨胀作用,另一类为分凝冰作用,并指出冻结速率高时体积膨胀机制和静水压机制起主导作用,冻结速率低时毛细管机制和结晶压机制起主导作用.刘泉声等[9]则重点对冻融循环过程裂隙变化进行了研究,通过分析岩体内部水分迁移驱动力来源,指出冻融循环作用下裂隙岩体水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.杨更社等[6]将岩石与岩体冻融损伤研究划分为微观、细观和宏观3个层次,并指出岩石是微观与细观层面的损伤,对应的损伤识别技术为电子显微镜(SEM)技术、CT技术和核磁共振技术;岩体是宏观层面的损伤,主要通过损伤变量形式进行表征. ...
... 刘泉声等[9]从水分迁移过程驱动力来源角度出发,对岩体水分迁移理论进行了探究,认为冻融循环作用下裂隙岩体的水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.其中,分凝冰理论在上文中已提及.薄膜水迁移理论认为,冻结岩体水冰界面处存在一层未冻水膜,在未冻水膜压力差作用下,未冻水沿着未冻水膜通道不断向裂隙尖端迁移,一旦未冻水膜上的分离压力超过裂隙抗拉强度,裂隙结构就会发生改变并产生冻胀破坏. ...
... 冻胀力产生需满足2个基本条件,即充足的水分和一定的约束.此外,冻融循环过程影响冻胀力大小和冻融损伤扩展的因素还有很多,国内外学者就此问题进行了大量研究.Winkler[40]进行了不同温度下的水冰相变试验,发现若保持岩石孔隙体积不变,孔隙水相变产生的冻胀力在-5,-10,-20 ℃时分别达到61.0,133.0,211.5 MPa,远远超出一般岩体的强度指标,并指出需特别关注冻结岩石抗拉强度.Kostromitinov等[41]通过分析不同尺寸岩样在不同冻结温度下的冻结强度,探究了冻结岩样尺寸对冻结强度的影响.Inada等[19]通过改变温度和冻融循环次数,对干燥岩样与饱和岩样的抗压强度和抗拉强度进行研究,指出所测岩样的抗拉强度和抗压强度随温度降低而增大,并探究了岩石冻胀应变与弹性模量、波速、温度之间的关系.Chen等[42]为探究饱和度对岩石冻融损伤的影响,对不同饱和度的凝灰岩开展了一次冻融循环后的单轴压缩、纵波波速及孔隙率测定试验,发现当饱和度大于70%时试样孔隙率直线上升,单轴抗压强度与纵波波速快速下降;而饱和度较小岩样(饱和度小于60%)的3个指标均无明显变化.刘泉声等[9]对裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究现状进行了系统归纳与总结,认为影响冻胀力大小及裂隙冻融扩展的相关因素主要有裂隙几何形态与空间位置、未冻水含量、初始含水率、岩石物理力学性质以及冻结温度与冻结速度等. ...
... 岩体内部结构错综复杂,在冻融循环作用下,裂隙扩展不仅与冻结温度、冻结速度及初始含水量等外在环境有关,还与裂隙几何形态、空间位置及岩石性质等内部因素相关[9].现场监测是获取岩体冻融损伤相关数据最真实有效的办法,但是寒区岩体损伤劣化是一个极其缓慢的过程,长久监测需要几个月甚至几年时间,且对监测设备要求较高.岩体冻融损伤劣化研究主要还是通过室内试验及数值模拟获取相关数据,然后运用弹性力学、损伤力学和断裂力学等比较成熟的理论进行推导,进而运用到工程实际中. ...
裂隙岩体冻融损伤研究进展与思考
4
2015
... 由于岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不尽相同,因此在冻融循环作用下二者损伤劣化机制有很大区别[5].岩石冻融损伤一般发生在微小裂隙与孔隙中,属于微观层面问题(毫米量级及以下尺度);而岩体由岩石块体和节理裂隙组成,其稳定性往往由宏观裂隙决定(厘米量级及以上尺度).贾海梁等[8]根据岩石损伤是否由体积膨胀这一特性引起,将岩石冻融损伤理论划分为2类,一类为体积膨胀作用,另一类为分凝冰作用,并指出冻结速率高时体积膨胀机制和静水压机制起主导作用,冻结速率低时毛细管机制和结晶压机制起主导作用.刘泉声等[9]则重点对冻融循环过程裂隙变化进行了研究,通过分析岩体内部水分迁移驱动力来源,指出冻融循环作用下裂隙岩体水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.杨更社等[6]将岩石与岩体冻融损伤研究划分为微观、细观和宏观3个层次,并指出岩石是微观与细观层面的损伤,对应的损伤识别技术为电子显微镜(SEM)技术、CT技术和核磁共振技术;岩体是宏观层面的损伤,主要通过损伤变量形式进行表征. ...
... 刘泉声等[9]从水分迁移过程驱动力来源角度出发,对岩体水分迁移理论进行了探究,认为冻融循环作用下裂隙岩体的水分迁移理论可划分为孔隙介质中的分凝冰理论和裂隙中的薄膜水迁移理论.其中,分凝冰理论在上文中已提及.薄膜水迁移理论认为,冻结岩体水冰界面处存在一层未冻水膜,在未冻水膜压力差作用下,未冻水沿着未冻水膜通道不断向裂隙尖端迁移,一旦未冻水膜上的分离压力超过裂隙抗拉强度,裂隙结构就会发生改变并产生冻胀破坏. ...
... 冻胀力产生需满足2个基本条件,即充足的水分和一定的约束.此外,冻融循环过程影响冻胀力大小和冻融损伤扩展的因素还有很多,国内外学者就此问题进行了大量研究.Winkler[40]进行了不同温度下的水冰相变试验,发现若保持岩石孔隙体积不变,孔隙水相变产生的冻胀力在-5,-10,-20 ℃时分别达到61.0,133.0,211.5 MPa,远远超出一般岩体的强度指标,并指出需特别关注冻结岩石抗拉强度.Kostromitinov等[41]通过分析不同尺寸岩样在不同冻结温度下的冻结强度,探究了冻结岩样尺寸对冻结强度的影响.Inada等[19]通过改变温度和冻融循环次数,对干燥岩样与饱和岩样的抗压强度和抗拉强度进行研究,指出所测岩样的抗拉强度和抗压强度随温度降低而增大,并探究了岩石冻胀应变与弹性模量、波速、温度之间的关系.Chen等[42]为探究饱和度对岩石冻融损伤的影响,对不同饱和度的凝灰岩开展了一次冻融循环后的单轴压缩、纵波波速及孔隙率测定试验,发现当饱和度大于70%时试样孔隙率直线上升,单轴抗压强度与纵波波速快速下降;而饱和度较小岩样(饱和度小于60%)的3个指标均无明显变化.刘泉声等[9]对裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究现状进行了系统归纳与总结,认为影响冻胀力大小及裂隙冻融扩展的相关因素主要有裂隙几何形态与空间位置、未冻水含量、初始含水率、岩石物理力学性质以及冻结温度与冻结速度等. ...
... 岩体内部结构错综复杂,在冻融循环作用下,裂隙扩展不仅与冻结温度、冻结速度及初始含水量等外在环境有关,还与裂隙几何形态、空间位置及岩石性质等内部因素相关[9].现场监测是获取岩体冻融损伤相关数据最真实有效的办法,但是寒区岩体损伤劣化是一个极其缓慢的过程,长久监测需要几个月甚至几年时间,且对监测设备要求较高.岩体冻融损伤劣化研究主要还是通过室内试验及数值模拟获取相关数据,然后运用弹性力学、损伤力学和断裂力学等比较成熟的理论进行推导,进而运用到工程实际中. ...
冻融荷载耦合作用下岩石损伤力学特性
2
2011
... 寒区岩体由于昼夜更替与四季循环作用,内部发生热胀冷缩、水分迁移相变和冻胀力萌生消散等现象,这些现象对岩体结构和力学性质变化具有重要影响.尤其是工程岩体,内部存在大量的微观与宏观裂隙,这些裂隙在冻胀力和外载荷反复作用下不断产生、扩展、贯通直至汇聚成更大的裂隙;不仅水冰相变会造成岩体损伤,岩体内部水、冰、岩等多项介质在温度应力作用下的不均匀收缩膨胀也会造成岩体内部裂隙的扩展汇聚,最终表现为岩体介质的宏观结构损伤与力学特性劣化,对岩体工程稳定性构成极大威胁[10]. ...
... 基于对岩石与岩体冻融损伤过程物理力学参数变化研究,并结合相关实验及理论推导,部分学者对岩石与岩体冻融损伤模型进行了研究.张慧梅等[10]考虑冻融与荷载的双重作用,利用宏观唯象损伤力学相关概念,将岩石内部损伤的细观力学行为与宏观冻岩力学相结合,建立了寒区岩石冻融受荷损伤模型,并对冻融受荷双重作用下岩石损伤力学特性进行了研究.贺晶晶等[50]通过对冻融砂岩试样开展三点弯曲断裂性能试验,探究了初始高缝比、冻融循环次数与砂岩三点弯曲性能之间的关系,得出当初始高缝比一定时,粗糙度系数与冻融循环次数呈较明显的指数函数关系;砂岩试样断裂峰值荷载的损伤因子、断裂韧度的损伤因子与粗糙度系数的增量呈较显著的线性递增关系.刘泉声等[47]将孔隙内部冻胀荷载等效为三轴拉伸应力,结合相关理论研究,建立了三轴拉伸状态下岩石冻融疲劳损伤模型,并对岩石冻融损伤过程表征参数进行分析,得到孔隙率与纵波波速相结合的双参数统一损伤变量.贾海梁等[48]根据循环作用特点,选取可以直接反映损伤程度的孔隙率为损伤变量,将昼夜循环和年度循环分别等效为高周或低周疲劳荷载,建立了冻融循环作用下砂岩高周和低周疲劳损伤模型,为寒区岩石冻融损伤本构模型构建研究提供了新思路.岩石高周疲劳损伤模型如下: ...
冻融荷载耦合作用下岩石损伤力学特性
2
2011
... 寒区岩体由于昼夜更替与四季循环作用,内部发生热胀冷缩、水分迁移相变和冻胀力萌生消散等现象,这些现象对岩体结构和力学性质变化具有重要影响.尤其是工程岩体,内部存在大量的微观与宏观裂隙,这些裂隙在冻胀力和外载荷反复作用下不断产生、扩展、贯通直至汇聚成更大的裂隙;不仅水冰相变会造成岩体损伤,岩体内部水、冰、岩等多项介质在温度应力作用下的不均匀收缩膨胀也会造成岩体内部裂隙的扩展汇聚,最终表现为岩体介质的宏观结构损伤与力学特性劣化,对岩体工程稳定性构成极大威胁[10]. ...
... 基于对岩石与岩体冻融损伤过程物理力学参数变化研究,并结合相关实验及理论推导,部分学者对岩石与岩体冻融损伤模型进行了研究.张慧梅等[10]考虑冻融与荷载的双重作用,利用宏观唯象损伤力学相关概念,将岩石内部损伤的细观力学行为与宏观冻岩力学相结合,建立了寒区岩石冻融受荷损伤模型,并对冻融受荷双重作用下岩石损伤力学特性进行了研究.贺晶晶等[50]通过对冻融砂岩试样开展三点弯曲断裂性能试验,探究了初始高缝比、冻融循环次数与砂岩三点弯曲性能之间的关系,得出当初始高缝比一定时,粗糙度系数与冻融循环次数呈较明显的指数函数关系;砂岩试样断裂峰值荷载的损伤因子、断裂韧度的损伤因子与粗糙度系数的增量呈较显著的线性递增关系.刘泉声等[47]将孔隙内部冻胀荷载等效为三轴拉伸应力,结合相关理论研究,建立了三轴拉伸状态下岩石冻融疲劳损伤模型,并对岩石冻融损伤过程表征参数进行分析,得到孔隙率与纵波波速相结合的双参数统一损伤变量.贾海梁等[48]根据循环作用特点,选取可以直接反映损伤程度的孔隙率为损伤变量,将昼夜循环和年度循环分别等效为高周或低周疲劳荷载,建立了冻融循环作用下砂岩高周和低周疲劳损伤模型,为寒区岩石冻融损伤本构模型构建研究提供了新思路.岩石高周疲劳损伤模型如下: ...
Determination of some thermos-mechanical properties of Sirahama sandstone under subzero temperature condition
1
2001
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
Observations of velocity and resistivity changes during freeze-thaw cycles in Berea sandstone
1
2007
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
冻结速度对铜川砂岩损伤CT数变化规律研究
2
2004
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
... 岩石与岩体是非均质体,内部含有大量微小缺陷,在冻融循环作用下,微小缺陷不断萌生、扩展和汇聚,最终引起材料内部结构与性质的变化.因此,岩石与岩体冻融劣化实质上也是微小应力反复作用导致内部损伤不断加剧的过程[48].岩石冻融损伤模型构建研究的首要问题是选取合适的损伤变量,为此,国内外学者开展了大量试验研究,如:Matsuoka[49]通过测定岩石冻融循环过程P波波速,探究了岩石冻胀碎裂速率与P波波速之间的关系;杨更社等[13]借助CT扫描技术对冻融岩石进行了研究,建立了以CT数为函数的损伤变量.因此,表征岩石冻融损伤的参数可划分为2类:①物理参数,包括质量、密度、波速、孔隙率和冻融循环次数等;②力学参数,包括泊松比、拉伸强度、弹性模量和屈服应力等. ...
冻结速度对铜川砂岩损伤CT数变化规律研究
2
2004
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
... 岩石与岩体是非均质体,内部含有大量微小缺陷,在冻融循环作用下,微小缺陷不断萌生、扩展和汇聚,最终引起材料内部结构与性质的变化.因此,岩石与岩体冻融劣化实质上也是微小应力反复作用导致内部损伤不断加剧的过程[48].岩石冻融损伤模型构建研究的首要问题是选取合适的损伤变量,为此,国内外学者开展了大量试验研究,如:Matsuoka[49]通过测定岩石冻融循环过程P波波速,探究了岩石冻胀碎裂速率与P波波速之间的关系;杨更社等[13]借助CT扫描技术对冻融岩石进行了研究,建立了以CT数为函数的损伤变量.因此,表征岩石冻融损伤的参数可划分为2类:①物理参数,包括质量、密度、波速、孔隙率和冻融循环次数等;②力学参数,包括泊松比、拉伸强度、弹性模量和屈服应力等. ...
循环冻融条件下岩石物理特性的试验研究
1
2004
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
循环冻融条件下岩石物理特性的试验研究
1
2004
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
寒区岩体低温、冻融损伤力学特性及多场耦合研究
1
2006
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
寒区岩体低温、冻融损伤力学特性及多场耦合研究
1
2006
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
三向受力条件下冻结岩石力学特性试验研究
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2010
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
三向受力条件下冻结岩石力学特性试验研究
1
2010
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
冻融循环后砂岩三轴卸围压力学特性试验研究
1
2015
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
冻融循环后砂岩三轴卸围压力学特性试验研究
1
2015
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
冻融循环下砂岩动力特性及其破坏规律
1
2016
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
冻融循环下砂岩动力特性及其破坏规律
1
2016
... (1)冻融砂岩物理力学特性研究.Yamabe等[11]通过对日本Sirahama砂岩开展不同温度(20,-5,-7,-10,-20 ℃)下的单轴压缩试验,不同围压(0,1,3 MPa)下的三轴压缩试验,以及一次冻融循环(20℃~-20℃~20℃)下的热膨胀应变测试试验发现:岩石单轴抗压强度随温度的降低而增大;三轴抗压强度随围压的增大而增大;一次冻融循环后,干燥岩样轴向发生弹性变形,饱和岩样轴向发生塑性变形.Sondergeld等[12]对冻融循环后砂岩的物理参数变化进行了测定,发现当围压为6.9 MPa、温度在-4~6 ℃范围内变化时,岩样剪切率、电阻系数和压缩系数变化幅度分别为24%、500%和16%.杨更社等[13]以陕西铜川地区紫红色软砂岩为代表,探究了冻融循环过程冻结温度、冻结速度和冻融循环次数对岩石内部损伤的影响,指出岩样损伤程度随冻结温度的降低而降低、随冻融循环次数的增加而增大,但与冻结速度无关.何国梁等[14]通过对干燥与饱和状态下的砂岩进行冻融循环试验,探究了冻融循环次数与岩石质量之间的变化关系.徐光苗[15]对低温冻结下红砂岩物理力学性质进行了研究,指出低温冻结条件下岩石单轴抗压强度、弹性模量、导热系数和纵波波速等均随温度的降低而增大;在相同条件下,饱和岩石导热系数与纵波波速变化比干燥岩石大得多.杨更社等[16]利用现场采集的岩石,开展了不同温度(-5,-10,-20,20 ℃)、不同围压下砂岩的三轴压缩试验,分别探讨了围压和温度对冻结岩石三轴抗压强度的影响,并对岩石冻结特性的区别进行了分析.俞缙等[17]对冻融循环后的砂岩开展了单轴压缩、三轴压缩和峰前卸围压试验,对冻融循环与开挖卸荷双重作用下岩石的物理力学性质进行了研究.杨念哥等[18]通过对经历不同冻融循环次数的砂岩进行冲击气压作用下的动态力学试验,探究了砂岩的动力学特性及破坏规律,并对试验过程岩石强度、峰值应变、破坏形式和动态应力—应变曲线进行了分析. ...
Some studies of low temperature rock strength
2
1984
... (2)冻融花岗岩物理力学特性研究.Inada等[19]通过对冻融循环后的花岗岩进行不同温度下的拉压强度测定,指出由于矿物收缩和冰体强度等因素的影响,冻结岩石无论干燥还是饱和,其单轴拉压强度均会随温度的降低而增大;同时,探讨了冻结岩石弹性模量、波速、应变与冻结温度之间的关系.Park等[20]通过对不同温度(-160~40 ℃)下韩国典型花岗岩和砂岩的热物理学参数变化进行研究,指出岩石导热系数随温度的降低而增大,但增大幅度较小;岩石热膨胀系数和比热容随温度的降低而降低,且降低幅度较大.Del Roa等[21]对不同温度(-12~20 ℃)下不同种类花岗岩进行了循环冻融与超声波测定试验研究,发现不同种类花岗岩在不同冻融循环次数下,超声波传播速度均会降低,但降幅大小不同,最大约为15%,并指出这些变化的主要原因是冻融循环作用下岩石内部微小孔隙和裂隙的扩展贯通.刘成禹等[22]以当地最低温度,对吉林花岗岩试样进行反复冻融(20次),发现花岗岩质量略有下降,并指出低温条件下冻融循环并不会对岩石质量造成太大影响.周科平等[23]通过对风化花岗岩进行多次恒温冻结融化(冻结温度为-40 ℃,融化温度为20 ℃)、核磁共振和单轴压缩试验,发现风化岩石质量、中小尺寸孔隙数量等随冻融循环次数的增加而增大;弹性模量、冻融系数、单轴抗压强度和风化程度系数等随冻融循环次数的增加而降低;循环冻融30次左右花岗岩由中等风化转变为强风化.母剑桥等[24]以花岗岩、砂岩和千枚岩为代表,通过冻融循环试验及电镜微观扫描技术对3种岩石的物理力学性质进行了探究,认为岩石冻融损伤裂化模式主要有2种,一是以硬岩、中硬岩为代表的裂隙扩展裂化模式,二是以软岩为代表的颗粒析出裂化模式,并指出在冻融循环作用下,硬岩由于水分向内迁移其质量增加,软岩由于颗粒剥落析出其质量减少. ...
... 冻胀力产生需满足2个基本条件,即充足的水分和一定的约束.此外,冻融循环过程影响冻胀力大小和冻融损伤扩展的因素还有很多,国内外学者就此问题进行了大量研究.Winkler[40]进行了不同温度下的水冰相变试验,发现若保持岩石孔隙体积不变,孔隙水相变产生的冻胀力在-5,-10,-20 ℃时分别达到61.0,133.0,211.5 MPa,远远超出一般岩体的强度指标,并指出需特别关注冻结岩石抗拉强度.Kostromitinov等[41]通过分析不同尺寸岩样在不同冻结温度下的冻结强度,探究了冻结岩样尺寸对冻结强度的影响.Inada等[19]通过改变温度和冻融循环次数,对干燥岩样与饱和岩样的抗压强度和抗拉强度进行研究,指出所测岩样的抗拉强度和抗压强度随温度降低而增大,并探究了岩石冻胀应变与弹性模量、波速、温度之间的关系.Chen等[42]为探究饱和度对岩石冻融损伤的影响,对不同饱和度的凝灰岩开展了一次冻融循环后的单轴压缩、纵波波速及孔隙率测定试验,发现当饱和度大于70%时试样孔隙率直线上升,单轴抗压强度与纵波波速快速下降;而饱和度较小岩样(饱和度小于60%)的3个指标均无明显变化.刘泉声等[9]对裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究现状进行了系统归纳与总结,认为影响冻胀力大小及裂隙冻融扩展的相关因素主要有裂隙几何形态与空间位置、未冻水含量、初始含水率、岩石物理力学性质以及冻结温度与冻结速度等. ...
Experimental study on the thermal characteristics of rock at low temperatures
1
2004
... (2)冻融花岗岩物理力学特性研究.Inada等[19]通过对冻融循环后的花岗岩进行不同温度下的拉压强度测定,指出由于矿物收缩和冰体强度等因素的影响,冻结岩石无论干燥还是饱和,其单轴拉压强度均会随温度的降低而增大;同时,探讨了冻结岩石弹性模量、波速、应变与冻结温度之间的关系.Park等[20]通过对不同温度(-160~40 ℃)下韩国典型花岗岩和砂岩的热物理学参数变化进行研究,指出岩石导热系数随温度的降低而增大,但增大幅度较小;岩石热膨胀系数和比热容随温度的降低而降低,且降低幅度较大.Del Roa等[21]对不同温度(-12~20 ℃)下不同种类花岗岩进行了循环冻融与超声波测定试验研究,发现不同种类花岗岩在不同冻融循环次数下,超声波传播速度均会降低,但降幅大小不同,最大约为15%,并指出这些变化的主要原因是冻融循环作用下岩石内部微小孔隙和裂隙的扩展贯通.刘成禹等[22]以当地最低温度,对吉林花岗岩试样进行反复冻融(20次),发现花岗岩质量略有下降,并指出低温条件下冻融循环并不会对岩石质量造成太大影响.周科平等[23]通过对风化花岗岩进行多次恒温冻结融化(冻结温度为-40 ℃,融化温度为20 ℃)、核磁共振和单轴压缩试验,发现风化岩石质量、中小尺寸孔隙数量等随冻融循环次数的增加而增大;弹性模量、冻融系数、单轴抗压强度和风化程度系数等随冻融循环次数的增加而降低;循环冻融30次左右花岗岩由中等风化转变为强风化.母剑桥等[24]以花岗岩、砂岩和千枚岩为代表,通过冻融循环试验及电镜微观扫描技术对3种岩石的物理力学性质进行了探究,认为岩石冻融损伤裂化模式主要有2种,一是以硬岩、中硬岩为代表的裂隙扩展裂化模式,二是以软岩为代表的颗粒析出裂化模式,并指出在冻融循环作用下,硬岩由于水分向内迁移其质量增加,软岩由于颗粒剥落析出其质量减少. ...
Ultrasonic study of alteration processes in granites caused by freezing and thawing
1
2005
... (2)冻融花岗岩物理力学特性研究.Inada等[19]通过对冻融循环后的花岗岩进行不同温度下的拉压强度测定,指出由于矿物收缩和冰体强度等因素的影响,冻结岩石无论干燥还是饱和,其单轴拉压强度均会随温度的降低而增大;同时,探讨了冻结岩石弹性模量、波速、应变与冻结温度之间的关系.Park等[20]通过对不同温度(-160~40 ℃)下韩国典型花岗岩和砂岩的热物理学参数变化进行研究,指出岩石导热系数随温度的降低而增大,但增大幅度较小;岩石热膨胀系数和比热容随温度的降低而降低,且降低幅度较大.Del Roa等[21]对不同温度(-12~20 ℃)下不同种类花岗岩进行了循环冻融与超声波测定试验研究,发现不同种类花岗岩在不同冻融循环次数下,超声波传播速度均会降低,但降幅大小不同,最大约为15%,并指出这些变化的主要原因是冻融循环作用下岩石内部微小孔隙和裂隙的扩展贯通.刘成禹等[22]以当地最低温度,对吉林花岗岩试样进行反复冻融(20次),发现花岗岩质量略有下降,并指出低温条件下冻融循环并不会对岩石质量造成太大影响.周科平等[23]通过对风化花岗岩进行多次恒温冻结融化(冻结温度为-40 ℃,融化温度为20 ℃)、核磁共振和单轴压缩试验,发现风化岩石质量、中小尺寸孔隙数量等随冻融循环次数的增加而增大;弹性模量、冻融系数、单轴抗压强度和风化程度系数等随冻融循环次数的增加而降低;循环冻融30次左右花岗岩由中等风化转变为强风化.母剑桥等[24]以花岗岩、砂岩和千枚岩为代表,通过冻融循环试验及电镜微观扫描技术对3种岩石的物理力学性质进行了探究,认为岩石冻融损伤裂化模式主要有2种,一是以硬岩、中硬岩为代表的裂隙扩展裂化模式,二是以软岩为代表的颗粒析出裂化模式,并指出在冻融循环作用下,硬岩由于水分向内迁移其质量增加,软岩由于颗粒剥落析出其质量减少. ...
花岗岩低温冻融损伤特性的实验研究
1
2005
... (2)冻融花岗岩物理力学特性研究.Inada等[19]通过对冻融循环后的花岗岩进行不同温度下的拉压强度测定,指出由于矿物收缩和冰体强度等因素的影响,冻结岩石无论干燥还是饱和,其单轴拉压强度均会随温度的降低而增大;同时,探讨了冻结岩石弹性模量、波速、应变与冻结温度之间的关系.Park等[20]通过对不同温度(-160~40 ℃)下韩国典型花岗岩和砂岩的热物理学参数变化进行研究,指出岩石导热系数随温度的降低而增大,但增大幅度较小;岩石热膨胀系数和比热容随温度的降低而降低,且降低幅度较大.Del Roa等[21]对不同温度(-12~20 ℃)下不同种类花岗岩进行了循环冻融与超声波测定试验研究,发现不同种类花岗岩在不同冻融循环次数下,超声波传播速度均会降低,但降幅大小不同,最大约为15%,并指出这些变化的主要原因是冻融循环作用下岩石内部微小孔隙和裂隙的扩展贯通.刘成禹等[22]以当地最低温度,对吉林花岗岩试样进行反复冻融(20次),发现花岗岩质量略有下降,并指出低温条件下冻融循环并不会对岩石质量造成太大影响.周科平等[23]通过对风化花岗岩进行多次恒温冻结融化(冻结温度为-40 ℃,融化温度为20 ℃)、核磁共振和单轴压缩试验,发现风化岩石质量、中小尺寸孔隙数量等随冻融循环次数的增加而增大;弹性模量、冻融系数、单轴抗压强度和风化程度系数等随冻融循环次数的增加而降低;循环冻融30次左右花岗岩由中等风化转变为强风化.母剑桥等[24]以花岗岩、砂岩和千枚岩为代表,通过冻融循环试验及电镜微观扫描技术对3种岩石的物理力学性质进行了探究,认为岩石冻融损伤裂化模式主要有2种,一是以硬岩、中硬岩为代表的裂隙扩展裂化模式,二是以软岩为代表的颗粒析出裂化模式,并指出在冻融循环作用下,硬岩由于水分向内迁移其质量增加,软岩由于颗粒剥落析出其质量减少. ...
花岗岩低温冻融损伤特性的实验研究
1
2005
... (2)冻融花岗岩物理力学特性研究.Inada等[19]通过对冻融循环后的花岗岩进行不同温度下的拉压强度测定,指出由于矿物收缩和冰体强度等因素的影响,冻结岩石无论干燥还是饱和,其单轴拉压强度均会随温度的降低而增大;同时,探讨了冻结岩石弹性模量、波速、应变与冻结温度之间的关系.Park等[20]通过对不同温度(-160~40 ℃)下韩国典型花岗岩和砂岩的热物理学参数变化进行研究,指出岩石导热系数随温度的降低而增大,但增大幅度较小;岩石热膨胀系数和比热容随温度的降低而降低,且降低幅度较大.Del Roa等[21]对不同温度(-12~20 ℃)下不同种类花岗岩进行了循环冻融与超声波测定试验研究,发现不同种类花岗岩在不同冻融循环次数下,超声波传播速度均会降低,但降幅大小不同,最大约为15%,并指出这些变化的主要原因是冻融循环作用下岩石内部微小孔隙和裂隙的扩展贯通.刘成禹等[22]以当地最低温度,对吉林花岗岩试样进行反复冻融(20次),发现花岗岩质量略有下降,并指出低温条件下冻融循环并不会对岩石质量造成太大影响.周科平等[23]通过对风化花岗岩进行多次恒温冻结融化(冻结温度为-40 ℃,融化温度为20 ℃)、核磁共振和单轴压缩试验,发现风化岩石质量、中小尺寸孔隙数量等随冻融循环次数的增加而增大;弹性模量、冻融系数、单轴抗压强度和风化程度系数等随冻融循环次数的增加而降低;循环冻融30次左右花岗岩由中等风化转变为强风化.母剑桥等[24]以花岗岩、砂岩和千枚岩为代表,通过冻融循环试验及电镜微观扫描技术对3种岩石的物理力学性质进行了探究,认为岩石冻融损伤裂化模式主要有2种,一是以硬岩、中硬岩为代表的裂隙扩展裂化模式,二是以软岩为代表的颗粒析出裂化模式,并指出在冻融循环作用下,硬岩由于水分向内迁移其质量增加,软岩由于颗粒剥落析出其质量减少. ...
冻融循环对风化花岗岩物理特性影响的实验研究
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2012
... (2)冻融花岗岩物理力学特性研究.Inada等[19]通过对冻融循环后的花岗岩进行不同温度下的拉压强度测定,指出由于矿物收缩和冰体强度等因素的影响,冻结岩石无论干燥还是饱和,其单轴拉压强度均会随温度的降低而增大;同时,探讨了冻结岩石弹性模量、波速、应变与冻结温度之间的关系.Park等[20]通过对不同温度(-160~40 ℃)下韩国典型花岗岩和砂岩的热物理学参数变化进行研究,指出岩石导热系数随温度的降低而增大,但增大幅度较小;岩石热膨胀系数和比热容随温度的降低而降低,且降低幅度较大.Del Roa等[21]对不同温度(-12~20 ℃)下不同种类花岗岩进行了循环冻融与超声波测定试验研究,发现不同种类花岗岩在不同冻融循环次数下,超声波传播速度均会降低,但降幅大小不同,最大约为15%,并指出这些变化的主要原因是冻融循环作用下岩石内部微小孔隙和裂隙的扩展贯通.刘成禹等[22]以当地最低温度,对吉林花岗岩试样进行反复冻融(20次),发现花岗岩质量略有下降,并指出低温条件下冻融循环并不会对岩石质量造成太大影响.周科平等[23]通过对风化花岗岩进行多次恒温冻结融化(冻结温度为-40 ℃,融化温度为20 ℃)、核磁共振和单轴压缩试验,发现风化岩石质量、中小尺寸孔隙数量等随冻融循环次数的增加而增大;弹性模量、冻融系数、单轴抗压强度和风化程度系数等随冻融循环次数的增加而降低;循环冻融30次左右花岗岩由中等风化转变为强风化.母剑桥等[24]以花岗岩、砂岩和千枚岩为代表,通过冻融循环试验及电镜微观扫描技术对3种岩石的物理力学性质进行了探究,认为岩石冻融损伤裂化模式主要有2种,一是以硬岩、中硬岩为代表的裂隙扩展裂化模式,二是以软岩为代表的颗粒析出裂化模式,并指出在冻融循环作用下,硬岩由于水分向内迁移其质量增加,软岩由于颗粒剥落析出其质量减少. ...
冻融循环对风化花岗岩物理特性影响的实验研究
1
2012
... (2)冻融花岗岩物理力学特性研究.Inada等[19]通过对冻融循环后的花岗岩进行不同温度下的拉压强度测定,指出由于矿物收缩和冰体强度等因素的影响,冻结岩石无论干燥还是饱和,其单轴拉压强度均会随温度的降低而增大;同时,探讨了冻结岩石弹性模量、波速、应变与冻结温度之间的关系.Park等[20]通过对不同温度(-160~40 ℃)下韩国典型花岗岩和砂岩的热物理学参数变化进行研究,指出岩石导热系数随温度的降低而增大,但增大幅度较小;岩石热膨胀系数和比热容随温度的降低而降低,且降低幅度较大.Del Roa等[21]对不同温度(-12~20 ℃)下不同种类花岗岩进行了循环冻融与超声波测定试验研究,发现不同种类花岗岩在不同冻融循环次数下,超声波传播速度均会降低,但降幅大小不同,最大约为15%,并指出这些变化的主要原因是冻融循环作用下岩石内部微小孔隙和裂隙的扩展贯通.刘成禹等[22]以当地最低温度,对吉林花岗岩试样进行反复冻融(20次),发现花岗岩质量略有下降,并指出低温条件下冻融循环并不会对岩石质量造成太大影响.周科平等[23]通过对风化花岗岩进行多次恒温冻结融化(冻结温度为-40 ℃,融化温度为20 ℃)、核磁共振和单轴压缩试验,发现风化岩石质量、中小尺寸孔隙数量等随冻融循环次数的增加而增大;弹性模量、冻融系数、单轴抗压强度和风化程度系数等随冻融循环次数的增加而降低;循环冻融30次左右花岗岩由中等风化转变为强风化.母剑桥等[24]以花岗岩、砂岩和千枚岩为代表,通过冻融循环试验及电镜微观扫描技术对3种岩石的物理力学性质进行了探究,认为岩石冻融损伤裂化模式主要有2种,一是以硬岩、中硬岩为代表的裂隙扩展裂化模式,二是以软岩为代表的颗粒析出裂化模式,并指出在冻融循环作用下,硬岩由于水分向内迁移其质量增加,软岩由于颗粒剥落析出其质量减少. ...
冻融岩体力学特性实验研究
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2013
... (2)冻融花岗岩物理力学特性研究.Inada等[19]通过对冻融循环后的花岗岩进行不同温度下的拉压强度测定,指出由于矿物收缩和冰体强度等因素的影响,冻结岩石无论干燥还是饱和,其单轴拉压强度均会随温度的降低而增大;同时,探讨了冻结岩石弹性模量、波速、应变与冻结温度之间的关系.Park等[20]通过对不同温度(-160~40 ℃)下韩国典型花岗岩和砂岩的热物理学参数变化进行研究,指出岩石导热系数随温度的降低而增大,但增大幅度较小;岩石热膨胀系数和比热容随温度的降低而降低,且降低幅度较大.Del Roa等[21]对不同温度(-12~20 ℃)下不同种类花岗岩进行了循环冻融与超声波测定试验研究,发现不同种类花岗岩在不同冻融循环次数下,超声波传播速度均会降低,但降幅大小不同,最大约为15%,并指出这些变化的主要原因是冻融循环作用下岩石内部微小孔隙和裂隙的扩展贯通.刘成禹等[22]以当地最低温度,对吉林花岗岩试样进行反复冻融(20次),发现花岗岩质量略有下降,并指出低温条件下冻融循环并不会对岩石质量造成太大影响.周科平等[23]通过对风化花岗岩进行多次恒温冻结融化(冻结温度为-40 ℃,融化温度为20 ℃)、核磁共振和单轴压缩试验,发现风化岩石质量、中小尺寸孔隙数量等随冻融循环次数的增加而增大;弹性模量、冻融系数、单轴抗压强度和风化程度系数等随冻融循环次数的增加而降低;循环冻融30次左右花岗岩由中等风化转变为强风化.母剑桥等[24]以花岗岩、砂岩和千枚岩为代表,通过冻融循环试验及电镜微观扫描技术对3种岩石的物理力学性质进行了探究,认为岩石冻融损伤裂化模式主要有2种,一是以硬岩、中硬岩为代表的裂隙扩展裂化模式,二是以软岩为代表的颗粒析出裂化模式,并指出在冻融循环作用下,硬岩由于水分向内迁移其质量增加,软岩由于颗粒剥落析出其质量减少. ...
冻融岩体力学特性实验研究
1
2013
... (2)冻融花岗岩物理力学特性研究.Inada等[19]通过对冻融循环后的花岗岩进行不同温度下的拉压强度测定,指出由于矿物收缩和冰体强度等因素的影响,冻结岩石无论干燥还是饱和,其单轴拉压强度均会随温度的降低而增大;同时,探讨了冻结岩石弹性模量、波速、应变与冻结温度之间的关系.Park等[20]通过对不同温度(-160~40 ℃)下韩国典型花岗岩和砂岩的热物理学参数变化进行研究,指出岩石导热系数随温度的降低而增大,但增大幅度较小;岩石热膨胀系数和比热容随温度的降低而降低,且降低幅度较大.Del Roa等[21]对不同温度(-12~20 ℃)下不同种类花岗岩进行了循环冻融与超声波测定试验研究,发现不同种类花岗岩在不同冻融循环次数下,超声波传播速度均会降低,但降幅大小不同,最大约为15%,并指出这些变化的主要原因是冻融循环作用下岩石内部微小孔隙和裂隙的扩展贯通.刘成禹等[22]以当地最低温度,对吉林花岗岩试样进行反复冻融(20次),发现花岗岩质量略有下降,并指出低温条件下冻融循环并不会对岩石质量造成太大影响.周科平等[23]通过对风化花岗岩进行多次恒温冻结融化(冻结温度为-40 ℃,融化温度为20 ℃)、核磁共振和单轴压缩试验,发现风化岩石质量、中小尺寸孔隙数量等随冻融循环次数的增加而增大;弹性模量、冻融系数、单轴抗压强度和风化程度系数等随冻融循环次数的增加而降低;循环冻融30次左右花岗岩由中等风化转变为强风化.母剑桥等[24]以花岗岩、砂岩和千枚岩为代表,通过冻融循环试验及电镜微观扫描技术对3种岩石的物理力学性质进行了探究,认为岩石冻融损伤裂化模式主要有2种,一是以硬岩、中硬岩为代表的裂隙扩展裂化模式,二是以软岩为代表的颗粒析出裂化模式,并指出在冻融循环作用下,硬岩由于水分向内迁移其质量增加,软岩由于颗粒剥落析出其质量减少. ...
寒冻条件下花岗岩小块体的风化模拟实验及其分析
1
1997
... 朱立平等[25]将进行过干燥、水饱和与Na2SO4溶液饱和处理的花岗岩(表面含有裂隙)划分为3组,通过对3组岩样进行冻融前后质量变化测定研究,发现各组岩样质量均未发生较大变化.李宁等[26]通过在岩样中预制裂隙的方法,探究了不同含水率下岩体的低周疲劳损伤特性,发现裂隙对所测砂岩的低周疲劳损伤特性有较大影响.路亚妮[27]通过预制单裂隙的方法对三轴压缩条件下裂隙岩体贯通机制进行了研究,指出裂隙岩体冻融损伤裂化模式主要有龟裂模式、颗粒散落模式和沿预制裂隙断裂模式3种,而裂纹贯通模式主要有拉贯通、压贯通、剪贯通和混合贯通4种,并指出裂纹的贯通模式主要与裂隙倾角、围压大小、冻融循环次数有关.刘红岩等[2]通过相似材料模拟试验,从节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理厚度、节理充填物、试件饱和度和冻融循环次数等多个方面,对冻融循环作用下节理岩体物理力学性质及损伤破坏特征进行了较全面的研究. ...
寒冻条件下花岗岩小块体的风化模拟实验及其分析
1
1997
... 朱立平等[25]将进行过干燥、水饱和与Na2SO4溶液饱和处理的花岗岩(表面含有裂隙)划分为3组,通过对3组岩样进行冻融前后质量变化测定研究,发现各组岩样质量均未发生较大变化.李宁等[26]通过在岩样中预制裂隙的方法,探究了不同含水率下岩体的低周疲劳损伤特性,发现裂隙对所测砂岩的低周疲劳损伤特性有较大影响.路亚妮[27]通过预制单裂隙的方法对三轴压缩条件下裂隙岩体贯通机制进行了研究,指出裂隙岩体冻融损伤裂化模式主要有龟裂模式、颗粒散落模式和沿预制裂隙断裂模式3种,而裂纹贯通模式主要有拉贯通、压贯通、剪贯通和混合贯通4种,并指出裂纹的贯通模式主要与裂隙倾角、围压大小、冻融循环次数有关.刘红岩等[2]通过相似材料模拟试验,从节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理厚度、节理充填物、试件饱和度和冻融循环次数等多个方面,对冻融循环作用下节理岩体物理力学性质及损伤破坏特征进行了较全面的研究. ...
冻结裂隙砂岩低周循环动力特性试验研究
1
2001
... 朱立平等[25]将进行过干燥、水饱和与Na2SO4溶液饱和处理的花岗岩(表面含有裂隙)划分为3组,通过对3组岩样进行冻融前后质量变化测定研究,发现各组岩样质量均未发生较大变化.李宁等[26]通过在岩样中预制裂隙的方法,探究了不同含水率下岩体的低周疲劳损伤特性,发现裂隙对所测砂岩的低周疲劳损伤特性有较大影响.路亚妮[27]通过预制单裂隙的方法对三轴压缩条件下裂隙岩体贯通机制进行了研究,指出裂隙岩体冻融损伤裂化模式主要有龟裂模式、颗粒散落模式和沿预制裂隙断裂模式3种,而裂纹贯通模式主要有拉贯通、压贯通、剪贯通和混合贯通4种,并指出裂纹的贯通模式主要与裂隙倾角、围压大小、冻融循环次数有关.刘红岩等[2]通过相似材料模拟试验,从节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理厚度、节理充填物、试件饱和度和冻融循环次数等多个方面,对冻融循环作用下节理岩体物理力学性质及损伤破坏特征进行了较全面的研究. ...
冻结裂隙砂岩低周循环动力特性试验研究
1
2001
... 朱立平等[25]将进行过干燥、水饱和与Na2SO4溶液饱和处理的花岗岩(表面含有裂隙)划分为3组,通过对3组岩样进行冻融前后质量变化测定研究,发现各组岩样质量均未发生较大变化.李宁等[26]通过在岩样中预制裂隙的方法,探究了不同含水率下岩体的低周疲劳损伤特性,发现裂隙对所测砂岩的低周疲劳损伤特性有较大影响.路亚妮[27]通过预制单裂隙的方法对三轴压缩条件下裂隙岩体贯通机制进行了研究,指出裂隙岩体冻融损伤裂化模式主要有龟裂模式、颗粒散落模式和沿预制裂隙断裂模式3种,而裂纹贯通模式主要有拉贯通、压贯通、剪贯通和混合贯通4种,并指出裂纹的贯通模式主要与裂隙倾角、围压大小、冻融循环次数有关.刘红岩等[2]通过相似材料模拟试验,从节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理厚度、节理充填物、试件饱和度和冻融循环次数等多个方面,对冻融循环作用下节理岩体物理力学性质及损伤破坏特征进行了较全面的研究. ...
裂隙岩体冻融损伤力学特性试验及破坏机制研究
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2013
... 朱立平等[25]将进行过干燥、水饱和与Na2SO4溶液饱和处理的花岗岩(表面含有裂隙)划分为3组,通过对3组岩样进行冻融前后质量变化测定研究,发现各组岩样质量均未发生较大变化.李宁等[26]通过在岩样中预制裂隙的方法,探究了不同含水率下岩体的低周疲劳损伤特性,发现裂隙对所测砂岩的低周疲劳损伤特性有较大影响.路亚妮[27]通过预制单裂隙的方法对三轴压缩条件下裂隙岩体贯通机制进行了研究,指出裂隙岩体冻融损伤裂化模式主要有龟裂模式、颗粒散落模式和沿预制裂隙断裂模式3种,而裂纹贯通模式主要有拉贯通、压贯通、剪贯通和混合贯通4种,并指出裂纹的贯通模式主要与裂隙倾角、围压大小、冻融循环次数有关.刘红岩等[2]通过相似材料模拟试验,从节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理厚度、节理充填物、试件饱和度和冻融循环次数等多个方面,对冻融循环作用下节理岩体物理力学性质及损伤破坏特征进行了较全面的研究. ...
... 国内外学者为建立岩体冻融损伤本构模型,从不同角度开展了大量的理论分析和试验研究.Matsuoka[51]通过对岩体冻融循环过程进行系统分析,认为分凝冰机制作用下裂隙扩展是岩体损伤劣化的主要因素.Davidson等[52]利用透明材料预制狭槽模拟裂隙岩体的方法,对冻胀力大小及冻胀力与冻结速率之间的关系进行了探究,试验测得水冰相变过程宽度为1 mm的饱和裂隙最大压力可达1.1 MPa,发现裂隙中冻胀力大小与冻结速率之间呈线性相关关系,但试验过程预制狭槽与外界相通,所测结果与实际岩体可能会有所不同.Nakamura等[53]则通过试验探究了裂隙岩体冻胀力与冻结温度之间的关系.路亚妮[27]通过对含有预制裂隙的岩样进行不同冻融循环次数下的三轴压缩试验,探究了冻融裂隙岩体裂缝的贯通机制,并对贯通模式与裂隙倾角、围压大小及冻融循环次数之间的关系进行了研究.夏才初等[54]综合考虑岩石冻胀与裂隙冻胀,对寒区隧道岩体冻胀率取值及冻胀敏感性分级进行了研究. ...
裂隙岩体冻融损伤力学特性试验及破坏机制研究
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2013
... 朱立平等[25]将进行过干燥、水饱和与Na2SO4溶液饱和处理的花岗岩(表面含有裂隙)划分为3组,通过对3组岩样进行冻融前后质量变化测定研究,发现各组岩样质量均未发生较大变化.李宁等[26]通过在岩样中预制裂隙的方法,探究了不同含水率下岩体的低周疲劳损伤特性,发现裂隙对所测砂岩的低周疲劳损伤特性有较大影响.路亚妮[27]通过预制单裂隙的方法对三轴压缩条件下裂隙岩体贯通机制进行了研究,指出裂隙岩体冻融损伤裂化模式主要有龟裂模式、颗粒散落模式和沿预制裂隙断裂模式3种,而裂纹贯通模式主要有拉贯通、压贯通、剪贯通和混合贯通4种,并指出裂纹的贯通模式主要与裂隙倾角、围压大小、冻融循环次数有关.刘红岩等[2]通过相似材料模拟试验,从节理倾角、节理贯通度、节理条数、节理厚度、节理充填物、试件饱和度和冻融循环次数等多个方面,对冻融循环作用下节理岩体物理力学性质及损伤破坏特征进行了较全面的研究. ...
... 国内外学者为建立岩体冻融损伤本构模型,从不同角度开展了大量的理论分析和试验研究.Matsuoka[51]通过对岩体冻融循环过程进行系统分析,认为分凝冰机制作用下裂隙扩展是岩体损伤劣化的主要因素.Davidson等[52]利用透明材料预制狭槽模拟裂隙岩体的方法,对冻胀力大小及冻胀力与冻结速率之间的关系进行了探究,试验测得水冰相变过程宽度为1 mm的饱和裂隙最大压力可达1.1 MPa,发现裂隙中冻胀力大小与冻结速率之间呈线性相关关系,但试验过程预制狭槽与外界相通,所测结果与实际岩体可能会有所不同.Nakamura等[53]则通过试验探究了裂隙岩体冻胀力与冻结温度之间的关系.路亚妮[27]通过对含有预制裂隙的岩样进行不同冻融循环次数下的三轴压缩试验,探究了冻融裂隙岩体裂缝的贯通机制,并对贯通模式与裂隙倾角、围压大小及冻融循环次数之间的关系进行了研究.夏才初等[54]综合考虑岩石冻胀与裂隙冻胀,对寒区隧道岩体冻胀率取值及冻胀敏感性分级进行了研究. ...
über die mechanische Verwitterung der Sandsteine im gemassibten Klima.Academie des sciences de cracovie,Bulletin internationale,classe de science
2
1909
... 寒区岩石与岩体冻胀开裂发生破坏,很大一部分原因来自于内部水分的反复冻融与迁移膨胀.因此,国内外学者对冻融作用下岩石与岩体水冰相变及水分迁移机制进行了深入研究,基于土体冻胀相关理论,先后提出了若干岩石与岩体冻融损伤理论[28,29,30,31,32,33,34,35]. ...
... (1)体积膨胀理论.由Lozinski[28]和Bridgman[29]先后提出并完善,一直用于岩石冻融损伤研究.该理论认为水冰相变过程会产生约9%的体积膨胀,若水所在空间密闭且含水率大于91%,就会产生较大的膨胀力,对岩石内部结构造成破坏. ...
Water in the liquid and five solid forms under pressure
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1912
... 寒区岩石与岩体冻胀开裂发生破坏,很大一部分原因来自于内部水分的反复冻融与迁移膨胀.因此,国内外学者对冻融作用下岩石与岩体水冰相变及水分迁移机制进行了深入研究,基于土体冻胀相关理论,先后提出了若干岩石与岩体冻融损伤理论[28,29,30,31,32,33,34,35]. ...
... (1)体积膨胀理论.由Lozinski[28]和Bridgman[29]先后提出并完善,一直用于岩石冻融损伤研究.该理论认为水冰相变过程会产生约9%的体积膨胀,若水所在空间密闭且含水率大于91%,就会产生较大的膨胀力,对岩石内部结构造成破坏. ...
A working hypothesis for further studies of frost resistance of concrete
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1945
... 寒区岩石与岩体冻胀开裂发生破坏,很大一部分原因来自于内部水分的反复冻融与迁移膨胀.因此,国内外学者对冻融作用下岩石与岩体水冰相变及水分迁移机制进行了深入研究,基于土体冻胀相关理论,先后提出了若干岩石与岩体冻融损伤理论[28,29,30,31,32,33,34,35]. ...
... (2)静水压理论.最早由Powers[30]提出,该理论认为对于表面接近饱和、内部相对干燥的岩石试样而言,表面水的冻结会不断驱使未冻水进入岩样内部,若岩样渗透系数较小或冻结速率较大,冻结过程产生的静水压力达到一定程度就会对岩石造成损伤. ...
The thermodynamics of frost damage to porous solids
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1961
... 寒区岩石与岩体冻胀开裂发生破坏,很大一部分原因来自于内部水分的反复冻融与迁移膨胀.因此,国内外学者对冻融作用下岩石与岩体水冰相变及水分迁移机制进行了深入研究,基于土体冻胀相关理论,先后提出了若干岩石与岩体冻融损伤理论[28,29,30,31,32,33,34,35]. ...
... (3)毛细管理论.Everett[31]基于热力学平衡原理提出了毛细管理论,后来得到了试验验证.该理论认为无冻胀区域的水—冰界面处于动态平衡状态,由于能量转移、温度变化和表面张力差异等因素影响,原本的平衡体系被打破,孔隙间形成压力差.在压力差作用下,分凝机制运行,岩石内部水分开始迁移.毛细管理论虽然指出了水分迁移驱动力来源,但无法诠释不连续冰透镜体的形成过程. ...
The mechanics of frost heaving
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1930
... 寒区岩石与岩体冻胀开裂发生破坏,很大一部分原因来自于内部水分的反复冻融与迁移膨胀.因此,国内外学者对冻融作用下岩石与岩体水冰相变及水分迁移机制进行了深入研究,基于土体冻胀相关理论,先后提出了若干岩石与岩体冻融损伤理论[28,29,30,31,32,33,34,35]. ...
... (4)冻结缘概念与分凝冰理论.20世纪30年代,Taber[32]提出了分凝冰理论,用于土体冻胀研究,随后经过O’Neill[33]、Fukuda等[34]和Walder等[35]补充验证,该理论被广泛应用于岩石冻融损伤相关研究.分凝冰理论认为冰冻区与未冻区之间存在一个含水率与导湿率相对较低的无冻胀空间,该空间被称为冻结缘.若冻结过程有足够的水分,在分凝势的驱动下,未冻水就会通过冻结缘向冻结区域迁移,冰透镜体随之不断增长,一旦冻结压力超过岩石最大强度,岩石内部结构便会产生损伤(图2). ...
Exploration of a rigid ice model of frost heave
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1985
... 寒区岩石与岩体冻胀开裂发生破坏,很大一部分原因来自于内部水分的反复冻融与迁移膨胀.因此,国内外学者对冻融作用下岩石与岩体水冰相变及水分迁移机制进行了深入研究,基于土体冻胀相关理论,先后提出了若干岩石与岩体冻融损伤理论[28,29,30,31,32,33,34,35]. ...
... (4)冻结缘概念与分凝冰理论.20世纪30年代,Taber[32]提出了分凝冰理论,用于土体冻胀研究,随后经过O’Neill[33]、Fukuda等[34]和Walder等[35]补充验证,该理论被广泛应用于岩石冻融损伤相关研究.分凝冰理论认为冰冻区与未冻区之间存在一个含水率与导湿率相对较低的无冻胀空间,该空间被称为冻结缘.若冻结过程有足够的水分,在分凝势的驱动下,未冻水就会通过冻结缘向冻结区域迁移,冰透镜体随之不断增长,一旦冻结压力超过岩石最大强度,岩石内部结构便会产生损伤(图2). ...
Pore-water pressure profile in freezing porous rocks
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1982
... 寒区岩石与岩体冻胀开裂发生破坏,很大一部分原因来自于内部水分的反复冻融与迁移膨胀.因此,国内外学者对冻融作用下岩石与岩体水冰相变及水分迁移机制进行了深入研究,基于土体冻胀相关理论,先后提出了若干岩石与岩体冻融损伤理论[28,29,30,31,32,33,34,35]. ...
... (4)冻结缘概念与分凝冰理论.20世纪30年代,Taber[32]提出了分凝冰理论,用于土体冻胀研究,随后经过O’Neill[33]、Fukuda等[34]和Walder等[35]补充验证,该理论被广泛应用于岩石冻融损伤相关研究.分凝冰理论认为冰冻区与未冻区之间存在一个含水率与导湿率相对较低的无冻胀空间,该空间被称为冻结缘.若冻结过程有足够的水分,在分凝势的驱动下,未冻水就会通过冻结缘向冻结区域迁移,冰透镜体随之不断增长,一旦冻结压力超过岩石最大强度,岩石内部结构便会产生损伤(图2). ...
A theoretical model of the fracture of rock during freezing
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1985
... 寒区岩石与岩体冻胀开裂发生破坏,很大一部分原因来自于内部水分的反复冻融与迁移膨胀.因此,国内外学者对冻融作用下岩石与岩体水冰相变及水分迁移机制进行了深入研究,基于土体冻胀相关理论,先后提出了若干岩石与岩体冻融损伤理论[28,29,30,31,32,33,34,35]. ...
... (4)冻结缘概念与分凝冰理论.20世纪30年代,Taber[32]提出了分凝冰理论,用于土体冻胀研究,随后经过O’Neill[33]、Fukuda等[34]和Walder等[35]补充验证,该理论被广泛应用于岩石冻融损伤相关研究.分凝冰理论认为冰冻区与未冻区之间存在一个含水率与导湿率相对较低的无冻胀空间,该空间被称为冻结缘.若冻结过程有足够的水分,在分凝势的驱动下,未冻水就会通过冻结缘向冻结区域迁移,冰透镜体随之不断增长,一旦冻结压力超过岩石最大强度,岩石内部结构便会产生损伤(图2). ...
Why do freezing rocks break
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2006
... 上述岩石冻融损伤理论均是在土体冻胀理论研究基础上,经过众多学者补充验证之后用于岩石冻融损伤研究.这些理论为进一步研究岩石与岩体冻融损伤提供了良好的理论基础,但同时也有一定的局限性和不适用性,需进一步探讨.例如:体积膨胀理论认为冰压力的产生必须要有密闭的空间和极高的饱和度,但对于自然状态下的岩石这一条件很难满足[36];静水压理论本质上与体积膨胀理论相同,认为水冰相变过程体积膨胀是引起损伤的原因,但对于冻结后密度变大、体积缩小的苯,孔隙中依然有可观冻胀变形的现象却无从解释[37];毛细管理论阐述了冻结过程分凝冰形成并引起冻胀的原因,却不能解释不连续冰透镜体是如何产生的;分凝冰理论虽然被广泛接受,但也有学者对其进行不断修订补充.总之,目前尚没有任何一种理论可以对所有冻融现象做出全面解释. ...
The freezing of water and benzene in porous vycor glass
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1960
... 上述岩石冻融损伤理论均是在土体冻胀理论研究基础上,经过众多学者补充验证之后用于岩石冻融损伤研究.这些理论为进一步研究岩石与岩体冻融损伤提供了良好的理论基础,但同时也有一定的局限性和不适用性,需进一步探讨.例如:体积膨胀理论认为冰压力的产生必须要有密闭的空间和极高的饱和度,但对于自然状态下的岩石这一条件很难满足[36];静水压理论本质上与体积膨胀理论相同,认为水冰相变过程体积膨胀是引起损伤的原因,但对于冻结后密度变大、体积缩小的苯,孔隙中依然有可观冻胀变形的现象却无从解释[37];毛细管理论阐述了冻结过程分凝冰形成并引起冻胀的原因,却不能解释不连续冰透镜体是如何产生的;分凝冰理论虽然被广泛接受,但也有学者对其进行不断修订补充.总之,目前尚没有任何一种理论可以对所有冻融现象做出全面解释. ...
Phase composition of pore water in cold rocks
1
1970
... 岩体是由节理裂隙等力学不连续面切割而成的岩石块体,岩体冻融损伤是岩石块体的局部损伤与裂隙结构的整体损伤共同作用的结果.Mellor[38]和Akagawa等[39]通过大量试验研究发现,细小孔隙中水分由于水压变化、毛细作用和离子浓度等的影响,水分子自由能降低,冰点下降.当温度降低时,裂隙水率先冻结成冰,周围岩石块体中所含水分在分凝势和分离压力作用下,发生水分迁移,不断向冻结区域聚集成冰;随着温度的持续降低,岩石块体内部导水效果不好的孔隙(如孤立孔和端闭孔等)中残余水分进一步冻结成冰;期间裂隙与孔隙在冻胀力和外载荷的反复作用下不断产生、扩展、贯通直至汇聚成更大的裂隙;水冰相变会对岩体造成损伤,此外由于冻融循环和温度应力的作用,岩体内部水、冰、岩等多项介质的不均匀收缩膨胀也会引起内部裂隙的扩展汇聚;这些过程最终表现为岩体介质宏观结构损伤和力学特性劣化,对岩体工程稳定性构成极大的威胁. ...
Frost heave mechanism in welded tuff
1
2010
... 岩体是由节理裂隙等力学不连续面切割而成的岩石块体,岩体冻融损伤是岩石块体的局部损伤与裂隙结构的整体损伤共同作用的结果.Mellor[38]和Akagawa等[39]通过大量试验研究发现,细小孔隙中水分由于水压变化、毛细作用和离子浓度等的影响,水分子自由能降低,冰点下降.当温度降低时,裂隙水率先冻结成冰,周围岩石块体中所含水分在分凝势和分离压力作用下,发生水分迁移,不断向冻结区域聚集成冰;随着温度的持续降低,岩石块体内部导水效果不好的孔隙(如孤立孔和端闭孔等)中残余水分进一步冻结成冰;期间裂隙与孔隙在冻胀力和外载荷的反复作用下不断产生、扩展、贯通直至汇聚成更大的裂隙;水冰相变会对岩体造成损伤,此外由于冻融循环和温度应力的作用,岩体内部水、冰、岩等多项介质的不均匀收缩膨胀也会引起内部裂隙的扩展汇聚;这些过程最终表现为岩体介质宏观结构损伤和力学特性劣化,对岩体工程稳定性构成极大的威胁. ...
Frost damage to stone and concrete:Geological considerations
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1968
... 冻胀力产生需满足2个基本条件,即充足的水分和一定的约束.此外,冻融循环过程影响冻胀力大小和冻融损伤扩展的因素还有很多,国内外学者就此问题进行了大量研究.Winkler[40]进行了不同温度下的水冰相变试验,发现若保持岩石孔隙体积不变,孔隙水相变产生的冻胀力在-5,-10,-20 ℃时分别达到61.0,133.0,211.5 MPa,远远超出一般岩体的强度指标,并指出需特别关注冻结岩石抗拉强度.Kostromitinov等[41]通过分析不同尺寸岩样在不同冻结温度下的冻结强度,探究了冻结岩样尺寸对冻结强度的影响.Inada等[19]通过改变温度和冻融循环次数,对干燥岩样与饱和岩样的抗压强度和抗拉强度进行研究,指出所测岩样的抗拉强度和抗压强度随温度降低而增大,并探究了岩石冻胀应变与弹性模量、波速、温度之间的关系.Chen等[42]为探究饱和度对岩石冻融损伤的影响,对不同饱和度的凝灰岩开展了一次冻融循环后的单轴压缩、纵波波速及孔隙率测定试验,发现当饱和度大于70%时试样孔隙率直线上升,单轴抗压强度与纵波波速快速下降;而饱和度较小岩样(饱和度小于60%)的3个指标均无明显变化.刘泉声等[9]对裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究现状进行了系统归纳与总结,认为影响冻胀力大小及裂隙冻融扩展的相关因素主要有裂隙几何形态与空间位置、未冻水含量、初始含水率、岩石物理力学性质以及冻结温度与冻结速度等. ...
Testing the strength of frozen rocks on samples of various forms.In Increasing the effectiveness of mining industry in Yakutia
1
1975
... 冻胀力产生需满足2个基本条件,即充足的水分和一定的约束.此外,冻融循环过程影响冻胀力大小和冻融损伤扩展的因素还有很多,国内外学者就此问题进行了大量研究.Winkler[40]进行了不同温度下的水冰相变试验,发现若保持岩石孔隙体积不变,孔隙水相变产生的冻胀力在-5,-10,-20 ℃时分别达到61.0,133.0,211.5 MPa,远远超出一般岩体的强度指标,并指出需特别关注冻结岩石抗拉强度.Kostromitinov等[41]通过分析不同尺寸岩样在不同冻结温度下的冻结强度,探究了冻结岩样尺寸对冻结强度的影响.Inada等[19]通过改变温度和冻融循环次数,对干燥岩样与饱和岩样的抗压强度和抗拉强度进行研究,指出所测岩样的抗拉强度和抗压强度随温度降低而增大,并探究了岩石冻胀应变与弹性模量、波速、温度之间的关系.Chen等[42]为探究饱和度对岩石冻融损伤的影响,对不同饱和度的凝灰岩开展了一次冻融循环后的单轴压缩、纵波波速及孔隙率测定试验,发现当饱和度大于70%时试样孔隙率直线上升,单轴抗压强度与纵波波速快速下降;而饱和度较小岩样(饱和度小于60%)的3个指标均无明显变化.刘泉声等[9]对裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究现状进行了系统归纳与总结,认为影响冻胀力大小及裂隙冻融扩展的相关因素主要有裂隙几何形态与空间位置、未冻水含量、初始含水率、岩石物理力学性质以及冻结温度与冻结速度等. ...
Effect of water saturation on deterioration of welded tuff due to freeze-thaw action
1
2004
... 冻胀力产生需满足2个基本条件,即充足的水分和一定的约束.此外,冻融循环过程影响冻胀力大小和冻融损伤扩展的因素还有很多,国内外学者就此问题进行了大量研究.Winkler[40]进行了不同温度下的水冰相变试验,发现若保持岩石孔隙体积不变,孔隙水相变产生的冻胀力在-5,-10,-20 ℃时分别达到61.0,133.0,211.5 MPa,远远超出一般岩体的强度指标,并指出需特别关注冻结岩石抗拉强度.Kostromitinov等[41]通过分析不同尺寸岩样在不同冻结温度下的冻结强度,探究了冻结岩样尺寸对冻结强度的影响.Inada等[19]通过改变温度和冻融循环次数,对干燥岩样与饱和岩样的抗压强度和抗拉强度进行研究,指出所测岩样的抗拉强度和抗压强度随温度降低而增大,并探究了岩石冻胀应变与弹性模量、波速、温度之间的关系.Chen等[42]为探究饱和度对岩石冻融损伤的影响,对不同饱和度的凝灰岩开展了一次冻融循环后的单轴压缩、纵波波速及孔隙率测定试验,发现当饱和度大于70%时试样孔隙率直线上升,单轴抗压强度与纵波波速快速下降;而饱和度较小岩样(饱和度小于60%)的3个指标均无明显变化.刘泉声等[9]对裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究现状进行了系统归纳与总结,认为影响冻胀力大小及裂隙冻融扩展的相关因素主要有裂隙几何形态与空间位置、未冻水含量、初始含水率、岩石物理力学性质以及冻结温度与冻结速度等. ...
冻结岩体单裂隙应力场分析及热—力耦合模拟
1
2011
... 在冻胀力及岩石冻融损伤特征研究基础上,结合热力学、弹塑性力学和物理化学等相关内容,对岩石冻融损伤本构模型进行研究.刘泉声等[43]利用等效热膨胀系数法,模拟岩体内部水冰相变过程冻胀荷载作用,并结合断裂力学及弹性力学相关内容,对岩体内部裂隙尖端应力强度因子及应力场分布规律进行了分析,为裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究奠定了基础;谭贤君等[44]以寒区隧道岩体为背景,结合分凝势理论及力学相关内容,对寒区岩体涉及的温度场、应力场、渗流场与损伤场之间的相互作用关系进行分析,最终建立了寒区岩体冻融循环作用下的温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型,并进行了工程验证;阎锡东等[45]对单裂纹扩展长度与冻胀力之间的关系进行了分析,并从理论上建立了冻融岩石弹塑性本构模型;黄诗冰等[46]在前人研究基础上,综合考虑冻胀荷载、温度应力和孔(裂)隙几何形态等的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,为冻胀力量值及裂隙扩展演化机制研究奠定了基础.孔(裂)隙冻胀力求解模型如下: ...
冻结岩体单裂隙应力场分析及热—力耦合模拟
1
2011
... 在冻胀力及岩石冻融损伤特征研究基础上,结合热力学、弹塑性力学和物理化学等相关内容,对岩石冻融损伤本构模型进行研究.刘泉声等[43]利用等效热膨胀系数法,模拟岩体内部水冰相变过程冻胀荷载作用,并结合断裂力学及弹性力学相关内容,对岩体内部裂隙尖端应力强度因子及应力场分布规律进行了分析,为裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究奠定了基础;谭贤君等[44]以寒区隧道岩体为背景,结合分凝势理论及力学相关内容,对寒区岩体涉及的温度场、应力场、渗流场与损伤场之间的相互作用关系进行分析,最终建立了寒区岩体冻融循环作用下的温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型,并进行了工程验证;阎锡东等[45]对单裂纹扩展长度与冻胀力之间的关系进行了分析,并从理论上建立了冻融岩石弹塑性本构模型;黄诗冰等[46]在前人研究基础上,综合考虑冻胀荷载、温度应力和孔(裂)隙几何形态等的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,为冻胀力量值及裂隙扩展演化机制研究奠定了基础.孔(裂)隙冻胀力求解模型如下: ...
低温冻融条件下岩体温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型研究及其在寒区隧道中的应用
1
2013
... 在冻胀力及岩石冻融损伤特征研究基础上,结合热力学、弹塑性力学和物理化学等相关内容,对岩石冻融损伤本构模型进行研究.刘泉声等[43]利用等效热膨胀系数法,模拟岩体内部水冰相变过程冻胀荷载作用,并结合断裂力学及弹性力学相关内容,对岩体内部裂隙尖端应力强度因子及应力场分布规律进行了分析,为裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究奠定了基础;谭贤君等[44]以寒区隧道岩体为背景,结合分凝势理论及力学相关内容,对寒区岩体涉及的温度场、应力场、渗流场与损伤场之间的相互作用关系进行分析,最终建立了寒区岩体冻融循环作用下的温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型,并进行了工程验证;阎锡东等[45]对单裂纹扩展长度与冻胀力之间的关系进行了分析,并从理论上建立了冻融岩石弹塑性本构模型;黄诗冰等[46]在前人研究基础上,综合考虑冻胀荷载、温度应力和孔(裂)隙几何形态等的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,为冻胀力量值及裂隙扩展演化机制研究奠定了基础.孔(裂)隙冻胀力求解模型如下: ...
低温冻融条件下岩体温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型研究及其在寒区隧道中的应用
1
2013
... 在冻胀力及岩石冻融损伤特征研究基础上,结合热力学、弹塑性力学和物理化学等相关内容,对岩石冻融损伤本构模型进行研究.刘泉声等[43]利用等效热膨胀系数法,模拟岩体内部水冰相变过程冻胀荷载作用,并结合断裂力学及弹性力学相关内容,对岩体内部裂隙尖端应力强度因子及应力场分布规律进行了分析,为裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究奠定了基础;谭贤君等[44]以寒区隧道岩体为背景,结合分凝势理论及力学相关内容,对寒区岩体涉及的温度场、应力场、渗流场与损伤场之间的相互作用关系进行分析,最终建立了寒区岩体冻融循环作用下的温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型,并进行了工程验证;阎锡东等[45]对单裂纹扩展长度与冻胀力之间的关系进行了分析,并从理论上建立了冻融岩石弹塑性本构模型;黄诗冰等[46]在前人研究基础上,综合考虑冻胀荷载、温度应力和孔(裂)隙几何形态等的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,为冻胀力量值及裂隙扩展演化机制研究奠定了基础.孔(裂)隙冻胀力求解模型如下: ...
基于微裂隙变形与扩展的岩石冻融损伤本构模型研究
1
2015
... 在冻胀力及岩石冻融损伤特征研究基础上,结合热力学、弹塑性力学和物理化学等相关内容,对岩石冻融损伤本构模型进行研究.刘泉声等[43]利用等效热膨胀系数法,模拟岩体内部水冰相变过程冻胀荷载作用,并结合断裂力学及弹性力学相关内容,对岩体内部裂隙尖端应力强度因子及应力场分布规律进行了分析,为裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究奠定了基础;谭贤君等[44]以寒区隧道岩体为背景,结合分凝势理论及力学相关内容,对寒区岩体涉及的温度场、应力场、渗流场与损伤场之间的相互作用关系进行分析,最终建立了寒区岩体冻融循环作用下的温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型,并进行了工程验证;阎锡东等[45]对单裂纹扩展长度与冻胀力之间的关系进行了分析,并从理论上建立了冻融岩石弹塑性本构模型;黄诗冰等[46]在前人研究基础上,综合考虑冻胀荷载、温度应力和孔(裂)隙几何形态等的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,为冻胀力量值及裂隙扩展演化机制研究奠定了基础.孔(裂)隙冻胀力求解模型如下: ...
基于微裂隙变形与扩展的岩石冻融损伤本构模型研究
1
2015
... 在冻胀力及岩石冻融损伤特征研究基础上,结合热力学、弹塑性力学和物理化学等相关内容,对岩石冻融损伤本构模型进行研究.刘泉声等[43]利用等效热膨胀系数法,模拟岩体内部水冰相变过程冻胀荷载作用,并结合断裂力学及弹性力学相关内容,对岩体内部裂隙尖端应力强度因子及应力场分布规律进行了分析,为裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究奠定了基础;谭贤君等[44]以寒区隧道岩体为背景,结合分凝势理论及力学相关内容,对寒区岩体涉及的温度场、应力场、渗流场与损伤场之间的相互作用关系进行分析,最终建立了寒区岩体冻融循环作用下的温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型,并进行了工程验证;阎锡东等[45]对单裂纹扩展长度与冻胀力之间的关系进行了分析,并从理论上建立了冻融岩石弹塑性本构模型;黄诗冰等[46]在前人研究基础上,综合考虑冻胀荷载、温度应力和孔(裂)隙几何形态等的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,为冻胀力量值及裂隙扩展演化机制研究奠定了基础.孔(裂)隙冻胀力求解模型如下: ...
低温热力耦合下岩体椭圆孔(裂)隙中冻胀力与冻胀开裂特征研究
2
2017
... 在冻胀力及岩石冻融损伤特征研究基础上,结合热力学、弹塑性力学和物理化学等相关内容,对岩石冻融损伤本构模型进行研究.刘泉声等[43]利用等效热膨胀系数法,模拟岩体内部水冰相变过程冻胀荷载作用,并结合断裂力学及弹性力学相关内容,对岩体内部裂隙尖端应力强度因子及应力场分布规律进行了分析,为裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究奠定了基础;谭贤君等[44]以寒区隧道岩体为背景,结合分凝势理论及力学相关内容,对寒区岩体涉及的温度场、应力场、渗流场与损伤场之间的相互作用关系进行分析,最终建立了寒区岩体冻融循环作用下的温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型,并进行了工程验证;阎锡东等[45]对单裂纹扩展长度与冻胀力之间的关系进行了分析,并从理论上建立了冻融岩石弹塑性本构模型;黄诗冰等[46]在前人研究基础上,综合考虑冻胀荷载、温度应力和孔(裂)隙几何形态等的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,为冻胀力量值及裂隙扩展演化机制研究奠定了基础.孔(裂)隙冻胀力求解模型如下: ...
... 近年来,研究人员以水冰相变为切入点,关注多场耦合作用下裂隙冻胀力变化,对低温冻结环境裂隙岩体冻融损伤进行了大量研究.如:刘泉声等[55]考虑冻融过程水分迁移以及相变膨胀与裂隙间的耦合作用,结合力学相关理论,建立了饱和裂隙冻胀力求解模型,并利用等效热膨胀系数法模拟冻胀荷载,进行了热力耦合作用下低温冻结岩体单裂隙数值模拟研究,最终验证了等效热膨胀系数法和冻胀力求解模型的有效性;黄诗冰等[46]在原有研究基础上,考虑温度应力与孔(裂)隙几何形态的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,指出如果裂隙长短轴之比大于10,那么椭圆孔可理想化为裂隙,且裂隙尖端率先开裂;黄诗冰等[56]利用相似材料预制裂隙模拟裂隙岩体,对低温冻结岩体裂隙冻胀力大小及裂隙冻胀扩展机制进行了研究,认为冻胀力萌生消散过程包括孕育、爆发、跌落和平衡4个阶段,并指出从开口端冻结的端闭口裂隙宽度(2~5 mm)与最大冻胀力呈线性相关关系,且最大冻胀力可达7.2 MPa(对应于5 mm宽度裂隙). ...
低温热力耦合下岩体椭圆孔(裂)隙中冻胀力与冻胀开裂特征研究
2
2017
... 在冻胀力及岩石冻融损伤特征研究基础上,结合热力学、弹塑性力学和物理化学等相关内容,对岩石冻融损伤本构模型进行研究.刘泉声等[43]利用等效热膨胀系数法,模拟岩体内部水冰相变过程冻胀荷载作用,并结合断裂力学及弹性力学相关内容,对岩体内部裂隙尖端应力强度因子及应力场分布规律进行了分析,为裂隙岩体冻融损伤扩展机制研究奠定了基础;谭贤君等[44]以寒区隧道岩体为背景,结合分凝势理论及力学相关内容,对寒区岩体涉及的温度场、应力场、渗流场与损伤场之间的相互作用关系进行分析,最终建立了寒区岩体冻融循环作用下的温度—渗流—应力—损伤(THMD)耦合模型,并进行了工程验证;阎锡东等[45]对单裂纹扩展长度与冻胀力之间的关系进行了分析,并从理论上建立了冻融岩石弹塑性本构模型;黄诗冰等[46]在前人研究基础上,综合考虑冻胀荷载、温度应力和孔(裂)隙几何形态等的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,为冻胀力量值及裂隙扩展演化机制研究奠定了基础.孔(裂)隙冻胀力求解模型如下: ...
... 近年来,研究人员以水冰相变为切入点,关注多场耦合作用下裂隙冻胀力变化,对低温冻结环境裂隙岩体冻融损伤进行了大量研究.如:刘泉声等[55]考虑冻融过程水分迁移以及相变膨胀与裂隙间的耦合作用,结合力学相关理论,建立了饱和裂隙冻胀力求解模型,并利用等效热膨胀系数法模拟冻胀荷载,进行了热力耦合作用下低温冻结岩体单裂隙数值模拟研究,最终验证了等效热膨胀系数法和冻胀力求解模型的有效性;黄诗冰等[46]在原有研究基础上,考虑温度应力与孔(裂)隙几何形态的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,指出如果裂隙长短轴之比大于10,那么椭圆孔可理想化为裂隙,且裂隙尖端率先开裂;黄诗冰等[56]利用相似材料预制裂隙模拟裂隙岩体,对低温冻结岩体裂隙冻胀力大小及裂隙冻胀扩展机制进行了研究,认为冻胀力萌生消散过程包括孕育、爆发、跌落和平衡4个阶段,并指出从开口端冻结的端闭口裂隙宽度(2~5 mm)与最大冻胀力呈线性相关关系,且最大冻胀力可达7.2 MPa(对应于5 mm宽度裂隙). ...
岩体冻融疲劳损伤模型与评价指标研究
2
2015
... (2)损伤变量与冻融损伤本构模型研究.冻胀力大小是决定冻融岩石是否损伤的重要因素,一直以来受到研究人员的广泛关注.但是,冻胀力涉及低温冻结环境下水冰相变以及温度场、渗流场和应力场等的共同作用,很难对其进行量化研究.因此,越来越多的学者从损伤力学角度出发,避开冻融循环过程冻胀力量值及内部的微观作用机制,将冻融循环作用等效为疲劳应力,利用疲劳损伤力学相关理论,构建冻融损伤本构模型,进而对岩石与岩体稳定性进行评价[47]. ...
... 基于对岩石与岩体冻融损伤过程物理力学参数变化研究,并结合相关实验及理论推导,部分学者对岩石与岩体冻融损伤模型进行了研究.张慧梅等[10]考虑冻融与荷载的双重作用,利用宏观唯象损伤力学相关概念,将岩石内部损伤的细观力学行为与宏观冻岩力学相结合,建立了寒区岩石冻融受荷损伤模型,并对冻融受荷双重作用下岩石损伤力学特性进行了研究.贺晶晶等[50]通过对冻融砂岩试样开展三点弯曲断裂性能试验,探究了初始高缝比、冻融循环次数与砂岩三点弯曲性能之间的关系,得出当初始高缝比一定时,粗糙度系数与冻融循环次数呈较明显的指数函数关系;砂岩试样断裂峰值荷载的损伤因子、断裂韧度的损伤因子与粗糙度系数的增量呈较显著的线性递增关系.刘泉声等[47]将孔隙内部冻胀荷载等效为三轴拉伸应力,结合相关理论研究,建立了三轴拉伸状态下岩石冻融疲劳损伤模型,并对岩石冻融损伤过程表征参数进行分析,得到孔隙率与纵波波速相结合的双参数统一损伤变量.贾海梁等[48]根据循环作用特点,选取可以直接反映损伤程度的孔隙率为损伤变量,将昼夜循环和年度循环分别等效为高周或低周疲劳荷载,建立了冻融循环作用下砂岩高周和低周疲劳损伤模型,为寒区岩石冻融损伤本构模型构建研究提供了新思路.岩石高周疲劳损伤模型如下: ...
岩体冻融疲劳损伤模型与评价指标研究
2
2015
... (2)损伤变量与冻融损伤本构模型研究.冻胀力大小是决定冻融岩石是否损伤的重要因素,一直以来受到研究人员的广泛关注.但是,冻胀力涉及低温冻结环境下水冰相变以及温度场、渗流场和应力场等的共同作用,很难对其进行量化研究.因此,越来越多的学者从损伤力学角度出发,避开冻融循环过程冻胀力量值及内部的微观作用机制,将冻融循环作用等效为疲劳应力,利用疲劳损伤力学相关理论,构建冻融损伤本构模型,进而对岩石与岩体稳定性进行评价[47]. ...
... 基于对岩石与岩体冻融损伤过程物理力学参数变化研究,并结合相关实验及理论推导,部分学者对岩石与岩体冻融损伤模型进行了研究.张慧梅等[10]考虑冻融与荷载的双重作用,利用宏观唯象损伤力学相关概念,将岩石内部损伤的细观力学行为与宏观冻岩力学相结合,建立了寒区岩石冻融受荷损伤模型,并对冻融受荷双重作用下岩石损伤力学特性进行了研究.贺晶晶等[50]通过对冻融砂岩试样开展三点弯曲断裂性能试验,探究了初始高缝比、冻融循环次数与砂岩三点弯曲性能之间的关系,得出当初始高缝比一定时,粗糙度系数与冻融循环次数呈较明显的指数函数关系;砂岩试样断裂峰值荷载的损伤因子、断裂韧度的损伤因子与粗糙度系数的增量呈较显著的线性递增关系.刘泉声等[47]将孔隙内部冻胀荷载等效为三轴拉伸应力,结合相关理论研究,建立了三轴拉伸状态下岩石冻融疲劳损伤模型,并对岩石冻融损伤过程表征参数进行分析,得到孔隙率与纵波波速相结合的双参数统一损伤变量.贾海梁等[48]根据循环作用特点,选取可以直接反映损伤程度的孔隙率为损伤变量,将昼夜循环和年度循环分别等效为高周或低周疲劳荷载,建立了冻融循环作用下砂岩高周和低周疲劳损伤模型,为寒区岩石冻融损伤本构模型构建研究提供了新思路.岩石高周疲劳损伤模型如下: ...
冻融循环作用下岩石疲劳损伤计算中关键问题的讨论
2
2017
... 岩石与岩体是非均质体,内部含有大量微小缺陷,在冻融循环作用下,微小缺陷不断萌生、扩展和汇聚,最终引起材料内部结构与性质的变化.因此,岩石与岩体冻融劣化实质上也是微小应力反复作用导致内部损伤不断加剧的过程[48].岩石冻融损伤模型构建研究的首要问题是选取合适的损伤变量,为此,国内外学者开展了大量试验研究,如:Matsuoka[49]通过测定岩石冻融循环过程P波波速,探究了岩石冻胀碎裂速率与P波波速之间的关系;杨更社等[13]借助CT扫描技术对冻融岩石进行了研究,建立了以CT数为函数的损伤变量.因此,表征岩石冻融损伤的参数可划分为2类:①物理参数,包括质量、密度、波速、孔隙率和冻融循环次数等;②力学参数,包括泊松比、拉伸强度、弹性模量和屈服应力等. ...
... 基于对岩石与岩体冻融损伤过程物理力学参数变化研究,并结合相关实验及理论推导,部分学者对岩石与岩体冻融损伤模型进行了研究.张慧梅等[10]考虑冻融与荷载的双重作用,利用宏观唯象损伤力学相关概念,将岩石内部损伤的细观力学行为与宏观冻岩力学相结合,建立了寒区岩石冻融受荷损伤模型,并对冻融受荷双重作用下岩石损伤力学特性进行了研究.贺晶晶等[50]通过对冻融砂岩试样开展三点弯曲断裂性能试验,探究了初始高缝比、冻融循环次数与砂岩三点弯曲性能之间的关系,得出当初始高缝比一定时,粗糙度系数与冻融循环次数呈较明显的指数函数关系;砂岩试样断裂峰值荷载的损伤因子、断裂韧度的损伤因子与粗糙度系数的增量呈较显著的线性递增关系.刘泉声等[47]将孔隙内部冻胀荷载等效为三轴拉伸应力,结合相关理论研究,建立了三轴拉伸状态下岩石冻融疲劳损伤模型,并对岩石冻融损伤过程表征参数进行分析,得到孔隙率与纵波波速相结合的双参数统一损伤变量.贾海梁等[48]根据循环作用特点,选取可以直接反映损伤程度的孔隙率为损伤变量,将昼夜循环和年度循环分别等效为高周或低周疲劳荷载,建立了冻融循环作用下砂岩高周和低周疲劳损伤模型,为寒区岩石冻融损伤本构模型构建研究提供了新思路.岩石高周疲劳损伤模型如下: ...
冻融循环作用下岩石疲劳损伤计算中关键问题的讨论
2
2017
... 岩石与岩体是非均质体,内部含有大量微小缺陷,在冻融循环作用下,微小缺陷不断萌生、扩展和汇聚,最终引起材料内部结构与性质的变化.因此,岩石与岩体冻融劣化实质上也是微小应力反复作用导致内部损伤不断加剧的过程[48].岩石冻融损伤模型构建研究的首要问题是选取合适的损伤变量,为此,国内外学者开展了大量试验研究,如:Matsuoka[49]通过测定岩石冻融循环过程P波波速,探究了岩石冻胀碎裂速率与P波波速之间的关系;杨更社等[13]借助CT扫描技术对冻融岩石进行了研究,建立了以CT数为函数的损伤变量.因此,表征岩石冻融损伤的参数可划分为2类:①物理参数,包括质量、密度、波速、孔隙率和冻融循环次数等;②力学参数,包括泊松比、拉伸强度、弹性模量和屈服应力等. ...
... 基于对岩石与岩体冻融损伤过程物理力学参数变化研究,并结合相关实验及理论推导,部分学者对岩石与岩体冻融损伤模型进行了研究.张慧梅等[10]考虑冻融与荷载的双重作用,利用宏观唯象损伤力学相关概念,将岩石内部损伤的细观力学行为与宏观冻岩力学相结合,建立了寒区岩石冻融受荷损伤模型,并对冻融受荷双重作用下岩石损伤力学特性进行了研究.贺晶晶等[50]通过对冻融砂岩试样开展三点弯曲断裂性能试验,探究了初始高缝比、冻融循环次数与砂岩三点弯曲性能之间的关系,得出当初始高缝比一定时,粗糙度系数与冻融循环次数呈较明显的指数函数关系;砂岩试样断裂峰值荷载的损伤因子、断裂韧度的损伤因子与粗糙度系数的增量呈较显著的线性递增关系.刘泉声等[47]将孔隙内部冻胀荷载等效为三轴拉伸应力,结合相关理论研究,建立了三轴拉伸状态下岩石冻融疲劳损伤模型,并对岩石冻融损伤过程表征参数进行分析,得到孔隙率与纵波波速相结合的双参数统一损伤变量.贾海梁等[48]根据循环作用特点,选取可以直接反映损伤程度的孔隙率为损伤变量,将昼夜循环和年度循环分别等效为高周或低周疲劳荷载,建立了冻融循环作用下砂岩高周和低周疲劳损伤模型,为寒区岩石冻融损伤本构模型构建研究提供了新思路.岩石高周疲劳损伤模型如下: ...
Mechanisms of rock breakdown by frost action:An experimental approach
1
1990
... 岩石与岩体是非均质体,内部含有大量微小缺陷,在冻融循环作用下,微小缺陷不断萌生、扩展和汇聚,最终引起材料内部结构与性质的变化.因此,岩石与岩体冻融劣化实质上也是微小应力反复作用导致内部损伤不断加剧的过程[48].岩石冻融损伤模型构建研究的首要问题是选取合适的损伤变量,为此,国内外学者开展了大量试验研究,如:Matsuoka[49]通过测定岩石冻融循环过程P波波速,探究了岩石冻胀碎裂速率与P波波速之间的关系;杨更社等[13]借助CT扫描技术对冻融岩石进行了研究,建立了以CT数为函数的损伤变量.因此,表征岩石冻融损伤的参数可划分为2类:①物理参数,包括质量、密度、波速、孔隙率和冻融循环次数等;②力学参数,包括泊松比、拉伸强度、弹性模量和屈服应力等. ...
冻融循环作用下砂岩三点弯曲断裂性能试验及其破坏形态研究
1
2017
... 基于对岩石与岩体冻融损伤过程物理力学参数变化研究,并结合相关实验及理论推导,部分学者对岩石与岩体冻融损伤模型进行了研究.张慧梅等[10]考虑冻融与荷载的双重作用,利用宏观唯象损伤力学相关概念,将岩石内部损伤的细观力学行为与宏观冻岩力学相结合,建立了寒区岩石冻融受荷损伤模型,并对冻融受荷双重作用下岩石损伤力学特性进行了研究.贺晶晶等[50]通过对冻融砂岩试样开展三点弯曲断裂性能试验,探究了初始高缝比、冻融循环次数与砂岩三点弯曲性能之间的关系,得出当初始高缝比一定时,粗糙度系数与冻融循环次数呈较明显的指数函数关系;砂岩试样断裂峰值荷载的损伤因子、断裂韧度的损伤因子与粗糙度系数的增量呈较显著的线性递增关系.刘泉声等[47]将孔隙内部冻胀荷载等效为三轴拉伸应力,结合相关理论研究,建立了三轴拉伸状态下岩石冻融疲劳损伤模型,并对岩石冻融损伤过程表征参数进行分析,得到孔隙率与纵波波速相结合的双参数统一损伤变量.贾海梁等[48]根据循环作用特点,选取可以直接反映损伤程度的孔隙率为损伤变量,将昼夜循环和年度循环分别等效为高周或低周疲劳荷载,建立了冻融循环作用下砂岩高周和低周疲劳损伤模型,为寒区岩石冻融损伤本构模型构建研究提供了新思路.岩石高周疲劳损伤模型如下: ...
冻融循环作用下砂岩三点弯曲断裂性能试验及其破坏形态研究
1
2017
... 基于对岩石与岩体冻融损伤过程物理力学参数变化研究,并结合相关实验及理论推导,部分学者对岩石与岩体冻融损伤模型进行了研究.张慧梅等[10]考虑冻融与荷载的双重作用,利用宏观唯象损伤力学相关概念,将岩石内部损伤的细观力学行为与宏观冻岩力学相结合,建立了寒区岩石冻融受荷损伤模型,并对冻融受荷双重作用下岩石损伤力学特性进行了研究.贺晶晶等[50]通过对冻融砂岩试样开展三点弯曲断裂性能试验,探究了初始高缝比、冻融循环次数与砂岩三点弯曲性能之间的关系,得出当初始高缝比一定时,粗糙度系数与冻融循环次数呈较明显的指数函数关系;砂岩试样断裂峰值荷载的损伤因子、断裂韧度的损伤因子与粗糙度系数的增量呈较显著的线性递增关系.刘泉声等[47]将孔隙内部冻胀荷载等效为三轴拉伸应力,结合相关理论研究,建立了三轴拉伸状态下岩石冻融疲劳损伤模型,并对岩石冻融损伤过程表征参数进行分析,得到孔隙率与纵波波速相结合的双参数统一损伤变量.贾海梁等[48]根据循环作用特点,选取可以直接反映损伤程度的孔隙率为损伤变量,将昼夜循环和年度循环分别等效为高周或低周疲劳荷载,建立了冻融循环作用下砂岩高周和低周疲劳损伤模型,为寒区岩石冻融损伤本构模型构建研究提供了新思路.岩石高周疲劳损伤模型如下: ...
Microgelivation versus macrogelivation:Towards bridging the gap between laboratory and field frost weathering
1
2001
... 国内外学者为建立岩体冻融损伤本构模型,从不同角度开展了大量的理论分析和试验研究.Matsuoka[51]通过对岩体冻融循环过程进行系统分析,认为分凝冰机制作用下裂隙扩展是岩体损伤劣化的主要因素.Davidson等[52]利用透明材料预制狭槽模拟裂隙岩体的方法,对冻胀力大小及冻胀力与冻结速率之间的关系进行了探究,试验测得水冰相变过程宽度为1 mm的饱和裂隙最大压力可达1.1 MPa,发现裂隙中冻胀力大小与冻结速率之间呈线性相关关系,但试验过程预制狭槽与外界相通,所测结果与实际岩体可能会有所不同.Nakamura等[53]则通过试验探究了裂隙岩体冻胀力与冻结温度之间的关系.路亚妮[27]通过对含有预制裂隙的岩样进行不同冻融循环次数下的三轴压缩试验,探究了冻融裂隙岩体裂缝的贯通机制,并对贯通模式与裂隙倾角、围压大小及冻融循环次数之间的关系进行了研究.夏才初等[54]综合考虑岩石冻胀与裂隙冻胀,对寒区隧道岩体冻胀率取值及冻胀敏感性分级进行了研究. ...
A photoelastic study of ice pressure in rock cracks
1
1985
... 国内外学者为建立岩体冻融损伤本构模型,从不同角度开展了大量的理论分析和试验研究.Matsuoka[51]通过对岩体冻融循环过程进行系统分析,认为分凝冰机制作用下裂隙扩展是岩体损伤劣化的主要因素.Davidson等[52]利用透明材料预制狭槽模拟裂隙岩体的方法,对冻胀力大小及冻胀力与冻结速率之间的关系进行了探究,试验测得水冰相变过程宽度为1 mm的饱和裂隙最大压力可达1.1 MPa,发现裂隙中冻胀力大小与冻结速率之间呈线性相关关系,但试验过程预制狭槽与外界相通,所测结果与实际岩体可能会有所不同.Nakamura等[53]则通过试验探究了裂隙岩体冻胀力与冻结温度之间的关系.路亚妮[27]通过对含有预制裂隙的岩样进行不同冻融循环次数下的三轴压缩试验,探究了冻融裂隙岩体裂缝的贯通机制,并对贯通模式与裂隙倾角、围压大小及冻融循环次数之间的关系进行了研究.夏才初等[54]综合考虑岩石冻胀与裂隙冻胀,对寒区隧道岩体冻胀率取值及冻胀敏感性分级进行了研究. ...
Basic study on the frost heave pressure of rocks:Dependence of the location of frost heave on the strength of the rock
1
2011
... 国内外学者为建立岩体冻融损伤本构模型,从不同角度开展了大量的理论分析和试验研究.Matsuoka[51]通过对岩体冻融循环过程进行系统分析,认为分凝冰机制作用下裂隙扩展是岩体损伤劣化的主要因素.Davidson等[52]利用透明材料预制狭槽模拟裂隙岩体的方法,对冻胀力大小及冻胀力与冻结速率之间的关系进行了探究,试验测得水冰相变过程宽度为1 mm的饱和裂隙最大压力可达1.1 MPa,发现裂隙中冻胀力大小与冻结速率之间呈线性相关关系,但试验过程预制狭槽与外界相通,所测结果与实际岩体可能会有所不同.Nakamura等[53]则通过试验探究了裂隙岩体冻胀力与冻结温度之间的关系.路亚妮[27]通过对含有预制裂隙的岩样进行不同冻融循环次数下的三轴压缩试验,探究了冻融裂隙岩体裂缝的贯通机制,并对贯通模式与裂隙倾角、围压大小及冻融循环次数之间的关系进行了研究.夏才初等[54]综合考虑岩石冻胀与裂隙冻胀,对寒区隧道岩体冻胀率取值及冻胀敏感性分级进行了研究. ...
寒区隧道岩体冻胀率的取值方法和冻胀敏感性分级
1
2013
... 国内外学者为建立岩体冻融损伤本构模型,从不同角度开展了大量的理论分析和试验研究.Matsuoka[51]通过对岩体冻融循环过程进行系统分析,认为分凝冰机制作用下裂隙扩展是岩体损伤劣化的主要因素.Davidson等[52]利用透明材料预制狭槽模拟裂隙岩体的方法,对冻胀力大小及冻胀力与冻结速率之间的关系进行了探究,试验测得水冰相变过程宽度为1 mm的饱和裂隙最大压力可达1.1 MPa,发现裂隙中冻胀力大小与冻结速率之间呈线性相关关系,但试验过程预制狭槽与外界相通,所测结果与实际岩体可能会有所不同.Nakamura等[53]则通过试验探究了裂隙岩体冻胀力与冻结温度之间的关系.路亚妮[27]通过对含有预制裂隙的岩样进行不同冻融循环次数下的三轴压缩试验,探究了冻融裂隙岩体裂缝的贯通机制,并对贯通模式与裂隙倾角、围压大小及冻融循环次数之间的关系进行了研究.夏才初等[54]综合考虑岩石冻胀与裂隙冻胀,对寒区隧道岩体冻胀率取值及冻胀敏感性分级进行了研究. ...
寒区隧道岩体冻胀率的取值方法和冻胀敏感性分级
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2013
... 国内外学者为建立岩体冻融损伤本构模型,从不同角度开展了大量的理论分析和试验研究.Matsuoka[51]通过对岩体冻融循环过程进行系统分析,认为分凝冰机制作用下裂隙扩展是岩体损伤劣化的主要因素.Davidson等[52]利用透明材料预制狭槽模拟裂隙岩体的方法,对冻胀力大小及冻胀力与冻结速率之间的关系进行了探究,试验测得水冰相变过程宽度为1 mm的饱和裂隙最大压力可达1.1 MPa,发现裂隙中冻胀力大小与冻结速率之间呈线性相关关系,但试验过程预制狭槽与外界相通,所测结果与实际岩体可能会有所不同.Nakamura等[53]则通过试验探究了裂隙岩体冻胀力与冻结温度之间的关系.路亚妮[27]通过对含有预制裂隙的岩样进行不同冻融循环次数下的三轴压缩试验,探究了冻融裂隙岩体裂缝的贯通机制,并对贯通模式与裂隙倾角、围压大小及冻融循环次数之间的关系进行了研究.夏才初等[54]综合考虑岩石冻胀与裂隙冻胀,对寒区隧道岩体冻胀率取值及冻胀敏感性分级进行了研究. ...
低温冻结岩体单裂隙冻胀力与数值计算研究
1
2015
... 近年来,研究人员以水冰相变为切入点,关注多场耦合作用下裂隙冻胀力变化,对低温冻结环境裂隙岩体冻融损伤进行了大量研究.如:刘泉声等[55]考虑冻融过程水分迁移以及相变膨胀与裂隙间的耦合作用,结合力学相关理论,建立了饱和裂隙冻胀力求解模型,并利用等效热膨胀系数法模拟冻胀荷载,进行了热力耦合作用下低温冻结岩体单裂隙数值模拟研究,最终验证了等效热膨胀系数法和冻胀力求解模型的有效性;黄诗冰等[46]在原有研究基础上,考虑温度应力与孔(裂)隙几何形态的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,指出如果裂隙长短轴之比大于10,那么椭圆孔可理想化为裂隙,且裂隙尖端率先开裂;黄诗冰等[56]利用相似材料预制裂隙模拟裂隙岩体,对低温冻结岩体裂隙冻胀力大小及裂隙冻胀扩展机制进行了研究,认为冻胀力萌生消散过程包括孕育、爆发、跌落和平衡4个阶段,并指出从开口端冻结的端闭口裂隙宽度(2~5 mm)与最大冻胀力呈线性相关关系,且最大冻胀力可达7.2 MPa(对应于5 mm宽度裂隙). ...
低温冻结岩体单裂隙冻胀力与数值计算研究
1
2015
... 近年来,研究人员以水冰相变为切入点,关注多场耦合作用下裂隙冻胀力变化,对低温冻结环境裂隙岩体冻融损伤进行了大量研究.如:刘泉声等[55]考虑冻融过程水分迁移以及相变膨胀与裂隙间的耦合作用,结合力学相关理论,建立了饱和裂隙冻胀力求解模型,并利用等效热膨胀系数法模拟冻胀荷载,进行了热力耦合作用下低温冻结岩体单裂隙数值模拟研究,最终验证了等效热膨胀系数法和冻胀力求解模型的有效性;黄诗冰等[46]在原有研究基础上,考虑温度应力与孔(裂)隙几何形态的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,指出如果裂隙长短轴之比大于10,那么椭圆孔可理想化为裂隙,且裂隙尖端率先开裂;黄诗冰等[56]利用相似材料预制裂隙模拟裂隙岩体,对低温冻结岩体裂隙冻胀力大小及裂隙冻胀扩展机制进行了研究,认为冻胀力萌生消散过程包括孕育、爆发、跌落和平衡4个阶段,并指出从开口端冻结的端闭口裂隙宽度(2~5 mm)与最大冻胀力呈线性相关关系,且最大冻胀力可达7.2 MPa(对应于5 mm宽度裂隙). ...
低温岩体裂隙冻胀力与冻胀扩展试验初探
1
2018
... 近年来,研究人员以水冰相变为切入点,关注多场耦合作用下裂隙冻胀力变化,对低温冻结环境裂隙岩体冻融损伤进行了大量研究.如:刘泉声等[55]考虑冻融过程水分迁移以及相变膨胀与裂隙间的耦合作用,结合力学相关理论,建立了饱和裂隙冻胀力求解模型,并利用等效热膨胀系数法模拟冻胀荷载,进行了热力耦合作用下低温冻结岩体单裂隙数值模拟研究,最终验证了等效热膨胀系数法和冻胀力求解模型的有效性;黄诗冰等[46]在原有研究基础上,考虑温度应力与孔(裂)隙几何形态的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,指出如果裂隙长短轴之比大于10,那么椭圆孔可理想化为裂隙,且裂隙尖端率先开裂;黄诗冰等[56]利用相似材料预制裂隙模拟裂隙岩体,对低温冻结岩体裂隙冻胀力大小及裂隙冻胀扩展机制进行了研究,认为冻胀力萌生消散过程包括孕育、爆发、跌落和平衡4个阶段,并指出从开口端冻结的端闭口裂隙宽度(2~5 mm)与最大冻胀力呈线性相关关系,且最大冻胀力可达7.2 MPa(对应于5 mm宽度裂隙). ...
低温岩体裂隙冻胀力与冻胀扩展试验初探
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2018
... 近年来,研究人员以水冰相变为切入点,关注多场耦合作用下裂隙冻胀力变化,对低温冻结环境裂隙岩体冻融损伤进行了大量研究.如:刘泉声等[55]考虑冻融过程水分迁移以及相变膨胀与裂隙间的耦合作用,结合力学相关理论,建立了饱和裂隙冻胀力求解模型,并利用等效热膨胀系数法模拟冻胀荷载,进行了热力耦合作用下低温冻结岩体单裂隙数值模拟研究,最终验证了等效热膨胀系数法和冻胀力求解模型的有效性;黄诗冰等[46]在原有研究基础上,考虑温度应力与孔(裂)隙几何形态的共同作用,建立了椭圆孔(裂)隙冻胀力求解模型,并利用改进的热膨胀系数法对岩体裂隙冻胀开裂特征进行了研究,指出如果裂隙长短轴之比大于10,那么椭圆孔可理想化为裂隙,且裂隙尖端率先开裂;黄诗冰等[56]利用相似材料预制裂隙模拟裂隙岩体,对低温冻结岩体裂隙冻胀力大小及裂隙冻胀扩展机制进行了研究,认为冻胀力萌生消散过程包括孕育、爆发、跌落和平衡4个阶段,并指出从开口端冻结的端闭口裂隙宽度(2~5 mm)与最大冻胀力呈线性相关关系,且最大冻胀力可达7.2 MPa(对应于5 mm宽度裂隙). ...