冻融循环后岩石的物理力学特性及强度模型

摘要

为研究冻融循环对岩石物理力学特性的影响,设计了一系列不同围压和冻融循环次数下的岩石三轴剪切试验;并利用微观分析研究冻融循环后岩石样本的微观结构和矿物成分的变化规律,以此解释宏观力学行为。剪切试验表明,随着冻融循环次数的增加,试样的强度逐渐降低,而泊松比呈,上升趋势;SEM结果表明,冻融循环后岩石内部出现明显的孔隙和裂缝;切片扫描和XRD结果表明,方解石等矿物成分也发生溶解流失,进而导致岩石的力学特性不断弱化。基于力学试验和微观分析,利用Hoek-Brown经验模型建立了一个考虑冻融循环效应的岩石强度准则。模拟结果与试验结果的对比表明该准则能较好地预测岩石强度随冻融循环次数的弱化规律。